Fate/Extra: Last Encore menceritakan Hakuno Kishinami yang terbangun di dunia virtual bernama Moon Cell tanpa ingatan, lalu terseret ke dalam Holy Grail War digital yang kacau dan brutal, di mana ia harus berjuang untuk bertahan hidup bersama Servant-nya, Nero Claudius, dalam pertempuran melawan Master dan Servant lain demi mengabulkan keinginan, sambil mengungkap kebenaran di balik realitas palsu ini.