Pada tahun 2016 Masehi, fondasi umat manusia telah dibakar oleh penyihir Raja Salomo. Chaldea, sebuah organisasi penyihir rahasia dengan misi untuk melestarikan masa depan umat manusia, meramalkan kepunahan umat manusia pada tahun 2015. Maka dimulailah operasi untuk memperbaiki Singularitas dalam sejarah yang disebabkan oleh Cawan Suci yang tersebar di seluruh ruang dan waktu-Operasi Grand Order.
Dengan menggunakan teknologi perjalanan waktu Rayshift, master terakhir Chaldea, Ritsuka Fujimaru, dan pelayannya, Mash Kyrielight, telah melakukan perjalanan dan menyelesaikan enam Singularitas. Sekarang, mereka berangkat ke tujuan mereka yang paling berbahaya: sebuah peradaban di Zaman Para Dewa, Mesopotamia tahun 2655 SM. Ritsuka dan Mash segera menemukan bahwa Demonic Beasts berkeliaran di tanah itu, menyerang orang-orang dan kota-kota. Di tengah kekacauan dan teror, terdapat pertahanan terakhir umat manusia-Uruk, kota benteng yang berperan sebagai garis depan dalam pertempuran melawan makhluk-makhluk itu. Garis depan pertempuran ini dipimpin oleh Raja Gilgamesh, sang Raja Pahlawan, yang meminta bantuan dari Roh Pahlawan dan mengambil peran sebagai penyihir untuk melindungi kotanya.
Bersama dengan Gilgamesh dan para pelayan yang dipanggil, Ritsuka dan Mash harus melindungi Uruk dari serangan binatang-binatang ajaib dan mengalahkan Aliansi Tiga Dewi yang bertujuan untuk memusnahkan umat manusia; sementara itu, ancaman yang lebih besar membayangi Uruk, mempersiapkan kebangkitannya.
