新学期刚开始，高中生·坂井悠二一如往常过着“日常生活”。然而有一天，他冷不防遭遇红世之王手下的侵袭。受到一名能够把人的存在化为灵火，并吸取灵火的神秘男子法利亚格尼的攻击。悠二的“日常”生活因此整个脱节，然而就在同一时间，一名少女出现在他面前。 少女为了保护悠二不被法利亚格尼袭击，开始与悠二一同生活。悠二满怀感激向少女道谢，不料少女却如此低喃：“你已经不存在了。” 我已经死了？存在丧失者·悠二为何还能够思考呢……
剧场版动画《Fate/Grand Order 神圣圆桌领域 卡美洛》改编自同名手游剧情第6章，剧场版将分前后篇。舞台即为，圆桌骑士们集结的圣都。
人理续存保障机构·迦勒底把优先让人类史延续下去作为至尊理念，为了观测仅靠魔术无法看见，仅靠科学无法测量的世界，预防会导致人类决定性灭绝的事件而日夜研究个不停。然而某天，迦勒底持续观测的未来领域消失了，根据计算，发现——不，是证明了人类将于2017年灭绝。在这过程中，历史上数个不同的位置突然出现了「无法观测的领域」。迦勒底将这些假定为人类灭绝的原因，发布了将调查、究明，或是破坏特异点为目的的“圣杯探索”任务——也就是冠位指定（Grand Order）。身负任务的立香与玛修的目的地，是确认出现在1273年的特异点。
樱花飞舞的春天，前往学校途中的少女风浦可符香，发现在樱花树上吊的男子。匆忙之下将男子救下的她，却得到了“真死了怎么办？！”的奇怪质问。面对这名超消极男子，乐观的可符香提出了“上吊的人只是想增高”的无厘头解释，并以“桃色部长”的花名称呼这名男子。 离开男子的风浦可符香来到教室，却发现刚刚见面的男子，正是学校来的新教师——糸色望。因汉字合起来是“绝望”而被学生称为“绝望老师”的望、口头禅是“绝望了！对xx的世界绝望了”。他与2年へ班32名学生的爆笑校园生活就此开始。
公元2307年，地球的化石燃料枯竭了。经过将近半个世纪的建设后，建成了全长5万千米、以3条轨道升降机为中心的太阳能发电系统。为了建造出这个能制造半永久能量的巨大建筑物，世界形成了3个巨大的国家联盟：以美国为中心的“世界经济联盟”，通称UNION；以中国、俄罗斯、印度为中心的“人类革新联盟”；新欧洲共同体AEU。由于轨道升降机过于巨大，防卫变成了十分困难的任务。但各国军队依然为了自己的威信与繁荣进行着大规模的zero-sum game（任何一方都得不到好处的竞争）。这样的世界，要为其花上句号的组织出现了——拥有机动战士高达的“天人”私人武装组织。他们为了消除世界的纷争，展开了超越民族、国家、宗教的作战行动。高达驾驶员刹那•F•清英决心改变这个世界。
电视动画片《异世界四重奏3》是《异世界四重奏》系列电视动画的第3期。 于2020年3月31日《异世界四重奏2》最终话完结的同时宣布续作消息。
