בעולם של אלכימאי המתכת, אלכימיה היא מדע עם חוק אחד: כדי לקבל משהו צריך לתת משהו בערך שווה. האחים אדוארד ואלפונס אלריק עברו על האיסור הכי חמור וניסו להחזיר את אמא שלהם לחיים. הניסיון נכשל: אדוארד איבד רגל ויד, ואלפונס איבד את כל הגוף, והנשמה שלו קשורה עכשיו לשריון.
אדוארד, שמכונה אלכימאי המתכת, הופך לאלכימאי של הצבא, והאחים יוצאים לחפש את אבן החכמים, שאולי תחזיר להם את מה שאיבדו. בדרך הם נתקלים בהומונקולוסים, יצורים מסתוריים שרודפים אחרי אותה אבן, ובקונספירציה גדולה בהרבה ממה שחשבו.
סטודיו Bones שידר את 64 הפרקים בין 2009 ל־2010, בגרסה נאמנה למנגה, והסדרה מדורגת שוב ושוב בין סדרות האנימה הטובות בכל הזמנים.