《鋼之煉金術師：嘆息之丘的神聖之星》是獨立於此前兩部動畫內容的全新故事。
在亞美斯多利斯期間，愛德華?艾爾利克（樸璐美 役）和弟弟阿爾方斯（釘宮理惠 役）遭遇了還有兩個月就可以刑滿釋放的越獄犯梅爾文（森川智之 役），結果發現對方擁有不輸於艾爾利克兄弟的強大煉金術。根據梅爾文在監獄留下的蛛絲馬跡，兄弟二人前往西方的大國古雷達調查。在這裏他們的火車遭到神秘黑蝙蝠的襲擊，同時也遇到了梅爾文尋找的少女茱莉亞?克萊頓（阪本真綾 役）。壹番混亂之後，他們相繼來到位於地下的貧困之鎮米洛斯。米洛斯是大國夾縫中的犧牲品，而她的人民也決定利用聖星的利用重新復興祖國與民族……