Mae'r brodyr yn perfformio'r dechneg alcemig waharddedig o drawsnewidiad dynol mewn ymdrech i'w hatgyfodi pan fydd Trisha yn marw o'r pla. O ganlyniad, mae'r ôl-danau trawsfudo ac yn ôl y gyfraith gyda chyfnewid cyfartal, y goes chwith a chorff cyfan Alphonse o Edward yn cael eu difetha. Mae Edward yn colli ei fraich dde i achub enaid Alphonse, gan ei rwymo â sêl waed i mewn i arfwisg. Mae Roy Mustang yn gwahodd Edward i ddod yn ddull i adfer corff Alphonse i gael ei ymchwilio gan Alcemydd Gwladol. Mae Edward yn fuddugol, gan ddod yn enw yn ôl ei goesau post prosthetig, yr Alcemydd Fullmetal.
Dair blynedd yn ddiweddarach, mae'r Elrics yn chwilio am Garreg chwedlonol yr Athronydd i wireddu eu nodau. Mae Marcoh yn anfon ei nodiadau i ddod o hyd iddyn nhw, ond maen nhw'n dysgu mai'r ffactor hanfodol i wneud y Garreg mewn gwirionedd yw aberthau dynol. Mae cyfaill Mustang, Maes Hughes, yn cynnal eu hymchwil, ond yn cael ei saethu’n farw gydag Eiddigedd cudd am ddod o hyd i strategaethau’r Homunculi.
Wrth weld gydag Izumi, mae'r Elrics yn dysgu bod trawsfudiad dynol wedi'i gyflawni ganddi ar ei phlentyn marw-anedig. Mae'r homunculus twyllodrus Greed yn cipio Alphonse, ond mae'n cael ei achub gan lywydd Amestris, King Bradley, y dangosir ei fod yn gweithredu fel homunculus Wrath. Felly mae trachwant yn cael ei doddi i lawr a'i ail-amsugno y tu mewn i Dad gwreiddiol y Homunculi. Mae Winry a'r Elrics yn dychwelyd i Central City i fynd gyda Hughes ond i ddysgu am ei basio. Mae'r Is-gapten Maria Ross wedi'i fframio am ddynladdiad Hughes, ond mae'n debyg ei fod wedi'i ladd gan Mustang. Ac eto, mae Edward yn dysgu bod ymadawiad Ross wedi'i lwyfannu fel y gall Mustang ei smyglo o'r taleithiau unedig i Xing, gyda chymorth tywysog Xingese Ling Yao. Mae Hohenheim yn cael ei aduno gan Edward ond yn ei ddirmygu am ei absenoldeb hir yn preswylio.
Wrth i'r naratif ddatblygu, mae'r prif gymeriadau yn dod ar draws y Homunculi dro ar ôl tro. Mae Mustang yn lladd chwant; Mae Mustang a Ling yn cipio Gluttony, fodd bynnag mae'n gorffen cymryd cenfigen i'w null, ac Edward, bol tebyg i Ling. Mae Gluttony yn cymryd Alphonse i gwrdd â Father, ond mae Ling yn troi i'r dde yn homunculus, yn benodol yr avatar mwyaf newydd o Greed, pan fydd y lleill yn dianc o fol Gluttony. Mae'r Elrics yn cael eu rhyddhau i barhau â'u hymlid ar yr amod nad yw'r Tad yn eu gwrthwynebu.
Wrth leoli twnnel tanddaearol o dan Briggs, mae'r Cadfridog Olivier Armstrong yn dod o hyd i Father and the Elrics wedi bod yn creu grŵp trawsfudo cenedlaethol ac yn bwriadu rhoi i'w ddinasyddion fel ei fod yn gallu esgyn i dduwies. Mae Greed yn adfer bradychu atgofion Tad a'i hunan blaenorol, gan ymuno ag ar ôl, ac Edward, minau chimera Kimblee Hohenheim. Mae Hohenheim yn datgelu i'w feibion yn unigol nad yw'n farwol, trodd i'r dde yn Garreg Athronydd byw gan Dad bedwar can mlynedd yn ôl.
Mae'r Diwrnod Addewid yn cyrraedd ac mae'r Tad yn paratoi i ddechrau ei strategaeth gan gael eclips a'r rhai a geisiodd drawsnewidiad dynol fel ei aberthau sy'n hanfodol. Mae'r prif gymeriadau yn gwrthdaro â minau Tad, gyda'r Homunculi i gyd yn dod i ben. Yn dilyn Mustang dan orfod, yn ogystal â'r Elrics, cesglir Izumi, Hohenheim wrth i'r dad achosion actifadu'r trawsfudiad cenedlaethol. Serch hynny, mae Scar a Hohenheim yn actifadu'r Amestriaid i gael eu hachub gan wrthfesurau. Mae Trachwant yn cael ei ddifetha gan Dad, er bod dad yn wynebu uwchben y ddaear lle mae'r prif gymeriadau yn ei ymladd i wisgo Carreg ei Athronydd.
Mae Alphonse, y mae ei arfwisg bron i gyd wedi ei ddifetha trwy'r gwrthdaro olaf yn erbyn Tad, yn rhoi ei ysbryd i adennill y fraich dde, sydd yn ei dro yn difetha Carreg y Tad, gan ei anfon yn ôl i Borth Gwirionedd ethereal Edward. Mae Edward yn colli ei bŵer i wneud alcemi i adfer enaid a chorff Alphonse. Mae Hohenheim yn gweld y bedd lle mae'n marw yn cael grin o Trisha.
