動(dòng)畫以O(shè)VA形式分三卷推出，每卷包含4話，第一卷《1st Season》于2011年8月14日發(fā)售，第二卷《2nd Season》于2011年10月28日發(fā)售，第三卷《3rd Season》于2011年12月31日發(fā)售，合計(jì)全12話。
另有《EX Season》作為2011年11月26日發(fā)售的《TAKEMOON 武梨繪里TYPE-MOON作品集 特別版》的OAD收錄、《Special Season》于2013年1月16日發(fā)售的TYPE-MOON10周年紀(jì)念活動(dòng)收錄BD BOX《TYPE-MOON Fes. -10TH ANNIVERSARY EVENT-》中收。
在一間由貓經(jīng)營(yíng)的酒吧里，有一群貓?jiān)谡勗?。從他們的言談之間可以隱約得知，一場(chǎng)可能會(huì)打破時(shí)空之間界限的狂兇之盛宴即將到來(lái)。
冬木市再度舉行了讓魔術(shù)師為之瘋狂得“圣杯爭(zhēng)霸戰(zhàn)”，參與爭(zhēng)奪的衛(wèi)宮士郎、Saber、遠(yuǎn)坂凜、Archer、葛木宗一郎、Rider等人，結(jié)成不同的小組并且對(duì)圣杯都抱著勢(shì)在必得的野心。然而出人意料的是，這一次必須改以網(wǎng)球、花牌、抽卡片、黑胡子等民間游戲來(lái)決定勝負(fù)。
就在所有參賽者紛紛于游戲中精疲力盡之時(shí)，圣杯赫然出現(xiàn)在大家面前。對(duì)圣杯痛恨無(wú)比的衛(wèi)宮士郎，決定以投影出來(lái)的武器將之毀滅，不料被劈開(kāi)的圣杯中竟然冒出了原本不屬于這個(gè)時(shí)空里的貓姬！
隨著貓姬的到來(lái)，一場(chǎng)將不同次元里的魔術(shù)師糾纏在一起的廝殺，無(wú)可避免地正式揭開(kāi)了序幕。