《鋼之煉金術師：嘆息之丘的神圣之星》是獨立于此前兩部動畫內容的全新故事。在位于中央首都的監獄，即將刑滿的男人梅爾文逃獄出脫了，他掌握著神秘而強大的煉金術。為了追尋這個男子的身影，愛德華與阿爾馮斯來到了西部邊境，被稱作圣地的“米洛斯”。在這個被巨大巖石包圍的地方，兄弟二人遇到了少女茱莉亞，并被一個名叫黑蝙蝠的反抗組織捕獲。隨著調查的深入，他們逐漸了解到這個城市里隱藏著的血腥歷史……