从乡下转学到都市学校薰风高校的小山田耕太，在转学首日被传说中学校第一美少女源千鹤叫出去，受到她的热烈告白，同时得知她不为人知的秘密。从那天起，妖怪(千鹤)和人类(耕太)间便开始了热烈的交往。
新学期开始，各个社团都在大力招新，青春学园的强势社团网球社迎来了一位从美国回来的新生越前龙马（皆川纯子 配音）。个头虽小气场却不小的龙马寡言少语性格颇拽，引来了前辈们的不满。但一经较量后，发现龙马果真实力非凡，虽然是一年级，但还是入选为正式队员，目标直指全国大赛。 而网球社的成员也都各有各的本领和个性。总是笑眯眯的不二（甲斐田雪 配音）、爱操心的大石（近藤孝行 配音）、龙马的好友桃城（小野坂昌也 配音）、桃城的死对头海棠（喜安浩平 配音）、闹腾的菊丸（高桥广树 配音）、数据控的乾（津田健次郎 配音）以及实力强劲的队长手冢（置鲇龙太郎 配音）。性格各异的他们在磨合中逐渐形成默契，一路征战，遇见形形色色的来自其他学园的挑战，而大家的目标只有一个，那就是全国大赛的冠军。
芥川丈途（合田彩 配音）表面上是一个朴素老实的男孩，可是背地里，他还有另一重惊人的身份——超级天才畅销工口小说家，由于职业的关系，丈途经常会陷入糟糕的妄想之中，从而引发了许多的麻烦。一次偶然中，丈途转入了闪学园，一所集结了各路天才的超级学园。在闪学园里，丈途结识了天才单簧管演奏者鸣唐吹音（福原由莉奈 配音），吹音单纯迷糊的性格让丈途对其产生了好感。与此同时，声线超好的歌姬园声谣江（柏山奈奈美 配音）也以叛逆不羁的形象出现在了丈途的视线中。此外，学园中各式各样的天才美少女让丈途眼花缭乱，究竟该选择谁？丈途陷入了深深的矛盾之中。
幸平创真（松冈祯丞 配音）出生于料理世家，其父经营着一间家庭餐馆，小小年纪的幸平即将父亲当做了榜样，发誓成为父亲那样的料理家。某一日，父亲找到了幸平，希望他能够进入顶级的料理学校“远月学园”深造磨练，背负着父亲的期许，幸平踏上了旅程。 在学校里，幸平结识了名为薙切绘里奈（种田梨沙 配音）的少女，这位传说中拥有“神之舌”的傲娇少女，竟然将幸平所作的料理判定为“不合格”。外表热情开朗内心极有城府的一色慧（樱井孝宏 配音）、拥有孱弱身体和强大头脑的丸井善二（小林裕介 配音）、活泼开朗的吉野悠姬（内田真礼 配音），与这些“同行”交流着，竞争着，幸平还有很长的路要走。
从小时候起一直青梅竹马的6人，却在升上高中之后彼此有了距离。不太与人们接触的主角宿海仁太、有点被小太妹熏染的安城鸣子、进入重点高中的松雪集与鹤见知利子、放弃读高中而展开旅行的久川铁道、只有幼年死去的本间芽衣子（灵魂，只有仁太能看见）还是一如从前。有一天，芽衣子对仁太说：“帮我实现一个愿望吧”。仁太虽然有点为难，却还是答应帮助面码实现愿望。以此为契机，为了实现芽衣子的愿望，分散在各处的大家又再次地聚集在一起。
真历71年，挺过了多尔西亚攻击的77模组终于抵达月球，而他们也目指近在咫尺的地球，渴望回到吉奥尔人的故国。随着操控Valvrave的次数不断增多，时缟晴人（逢坂良太 配音）饱受符文力量的折磨，最终他和艾尔艾尔弗（木村良平 配音）缔结契约，决心背负着诅咒走到战争的尽头。此后不久，晴人和流木野咲（户松遥 配音）、犬冢久间（小野友树 配音）、山田雷蔵（中村悠一 配音）、连坊小路里见（浪川大辅 配音）、连坊小路晶（悠木碧 配音）驾驶各自的Valvrave成功抵达地球，然而相关数据的偏差却让他们深陷多尔西亚大军的重围。 悲剧的战争与宿命，少男少女充满血和泪的革命之路……
本片改编自TYPE-MOON出品的文字冒险类游戏《Fate/stay night》，是该游戏的Heaven's Feel路线，简称“HF”或“樱线”，是该系列作品动画剧场版全三部作品中的最终章。 在剧场版作品第二章黑化之后的樱吸收了众多Servant的灵魂后，被世间 所有的恶控制，成为黑色圣杯的化身。 最终，得知一切的士郎放弃了成为正义的伙伴，选择了保护樱...
