TYPE-MOONの人気PCゲーム「Fate/stay night」を映画化した劇場版3部作の第2章。原作ゲームで、ヒロインのひとりである間桐桜を通じて「聖杯戦争」の真実に迫ったシナリオルート「Heaven's Feel」（通称・桜ルート）をアニメ化した。10年ぶりに冬木市で始まった戦争は、「聖杯戦争」の御三家と言われた間桐家の当主・間桐臓硯の参戦により、歪みが生じていく。一方、魔術師（マスター）として参戦していた衛宮士郎は傷つき、英霊（サーヴァント）のセイバーを失ってしまう。それでも士郎は、桜を守るため戦い続ける。そんな士郎の身を案じる桜だったが、彼女自身もまた、魔術師の宿命に捕らわれていく。