A Quinta Guerra do Santo Graal continua e o caos que se segue resulta em riscos mais elevados para todos os participantes. Shirou Emiya continua participando da guerra, aspirando a ser um herói da justiça que salva a todos. Ele sai em busca da verdade por trás de uma misteriosa sombra escura e sua onda de assassinatos, determinado a derrotá-la.

Enquanto isso, Shinji Matou coloca seus próprios planos em ação, ameaçando Shirou através de sua irmã Sakura Matou. Shirou e Rin Toosaka lutam contra Shinji, na esperança de aliviar Sakura dos abusos de seu irmão. Mas a horrível verdade sobre os irmãos Matou começa a vir à tona e muitos segredos obscuros são expostos.

Fate/stay night Filme: Heaven's Feel - II. Lost Butterfly continua a se concentrar nos Mestres e Servos restantes enquanto eles lutam entre si na esperança de obter o Santo Graal. No entanto, à medida que a escuridão surge na cidade de Fuyuki, até mesmo o estado de sua guerra sagrada pode estar em perigo.