《Fate/EXTRA Last Encore》的故事發生在2030年代的未來世界，技術進步因“西歐財閥”的資源壟斷而停滯。在這個世界中，魔力已經枯竭，魔術師與魔術協會幾乎衰落殆盡。主角岸浪白野在死後於月球上的虛擬世界“SE.RA.PH”中醒來，並與Servant Saber結下契約，參與了一場新的月之聖杯戰爭。這場戰爭由靈子計算機“Mooncell Automaton”主持，勝利者將獲得實現任何願望的聖杯。然而，SE.RA.PH並非單純的競技場，而是充滿謎團與殺機的迷宮，白野必須揭開隱藏在月球背後的真相，並面對自己的過去與命運。