לאחר שהאחים מתאוששים בעיר הולדתם ריזנבול תודות למכונאית האוטומייל וינרי, הם ממהרים לסנטרל, אך שם מגלים מכתבי המחקר של מרקו כי המרכיב ממנו עשויה אבן החכמים הוא אנשים חיים. הם מחליטים להמשיך לחקור ומגלים את מכון המחקר החמישי לאלכימיה של סנטרל, מקום שלכאורה לא מתפקד, אך אד מאמין שהוא למעשה פעיל כיוון שהוא שוכן לצד בית כלא, בו הנידונים למוות יכולים לשמש חומר מחקר. האחים מתגנבים למכון ומגלים שההשערה שלהם נכונה, ושם נלחמים בשני שומרים בעלי גוף כמו של אל, העשוי משריון חלול: "סלייסר" (שהוא למעשה שני אחים הכלואים בשריון אחד) ו"בארי המקצץ" (קצב שלא הסתפק בביתור בשר בעלי חיים והחל לבתר בשר של נשים). סלייסר מובס על ידי אד ועומד לגלות לו את סודות המחקר, אך באותו רגע נרצח על ידי אנבי ולאסט שמופיעים במקום והורסים את המכון, אך לא תוקפים את אד משום שהם מתכוונים להשתמש בו בעתיד. בארי מנצל את ההמולה ונמלט מהמקום.
האחים מעוניינים לגלות עוד על הטיפוסים שחשפו את עצמם במכון המחקר החמישי, אך אז מופיע קינג בראדלי, הפיהרר של אמסטריס בכבודו ובעצמו, ומזהיר אותם שלא לחקור עוד, כיוון שמדובר באויב הקשור למחלקה הבכירה בצבא. ללא כל קצה חוט, האחים נוסעים לעיר דאבליס, שם מתגוררת מורתם לאלכימיה איזומי קרטיס, שאולי תדע כיצד יוכלו לחזור אל גופיהם הקודמים. בינתיים מייס היוז, מפקד הארכיון הצבאי וחבר קרוב, מחליט בכל זאת לחקור אודות מכון המחקר החמישי ואכן מוצא מספר מסמכים סודיים המעידים על כך שהמחלקה הבכירה בצבא היא למעשה האויב. לרוע המזל, הוא מותקף ונרצח על ידי אנבי לפני שהוא מספיק לדווח על מסקנתו לרוי מוסטאנג.
בעיר דאבליס, איזומי מגלה כי האחים (שאינם יודעים דבר על מותו של היוז) הפרו את האיסור וניסו להתמיר את אמם ומגרשת את האחים מביתם, אך אד שם לב כי העובדה שאיזומי מסוגלת כמוהו לבצע התמרה ללא מעגל (ר' בהמשך: "מעגל התמרה") אומרת שהיא עצמה ניסתה להתמיר אדם. היא מודה שאכן ניסתה להחיות את תינוקה שנולד מת, ואיבדה חלק מהאיברים הפנימיים מגופה. איזומי מעלה השערה שגם אל ראה את "האמת", ואינו מסוגל לבצע התמרה ללא מעגל מפני שההלם של אובדן כל גופו גרם לו לאובדן זיכרון.
בהמשך, אל נחטף על ידי חבורת פושעים, ארבעה מהם הם למעשה כימרות שנמלטו ממכון המחקר החמישי: מרטל (אישה שהוכלאה עם נחש), לואה (שהוכלא עם שור), דולצ'טו (כלב) ובידו (לטאה). הם לוקחים אותו אל מנהיגם, גריד, החושף את זהותו כהומונקולוס. גריד הוא בעל קעקוע אורובורוס כמו של לאסט ואנבי שהאחים כבר פגשו וגריד מגלה כי גם הם הומונקולים כמוהו, אך הוא אינו משתף אתם פעולה מכיוון שהוא רוצה הכול לעצמו, הוא נטש את השאר לפני שנים רבות וכעת הם רואים בו אויב. גריד מעוניין בגוף כמו של אל כיוון שהוא חושב שהוא בן אלמוות, למרות שההומונקולים עצמם אינם מזדקנים וגופם מתחדש לאחר פציעה, עם זאת הם אינם בני אלמוות לחלוטין. אד ואיזומי מגיעים למקום ומנסים להילחם בגריד כדי לחלץ ממנו מידע, אך אז מגיעים שאר ההומונקולים יחד עם חיילי סנטרל וטובחים בגריד ובכימרות. מרטל מתחבאת בתוך גופו של אל, אך אז מופיע קינג בראדלי ודוקר אותה למוות כשהיא בתוך השריון, לא לפני שהיא מבחינה בסמל האורובורוס בתוך עינו במקום האישון ומבינה שהוא עצמו הומונקולוס.
המשך העלילה באנימה (2003).
מעט לפני ההיתקלות בגריד, התגלה בדאבליס ראת' , הומונקולוס שנראה ומתנהג כמו ילד קטן וחובר אל אנבי ושאר ההומונקולים. אד ואל פוגשים את דנטה, אישה זקנה שהייתה המורה לאלכימיה של איזומי, ובתלמידתה החדשה ליירה. אך כאשר אד מגיע לביתה של דנטה כשהוא רודף אחרי גריד, נראה כי האחרון רצח אותה. אד מצליח לגלות מגריד שההומונקולים הם למעשה אנשים שמתו ונעשה ניסיון להחיות אותם מחדש באמצעות האלכימיה ושהדרך למנוע מגופם להתחדש היא בעזרת זיכרון מחייהם כבני אדם. במכון המחקר החמישי, ההומוהקולים חשפו בפניו שמטרתם היא לזכות בנשמה אנושית ולהפוך לבני אדם בעזרת אבן החכמים, אך מכיוון שהם אינם יכולים להשתמש באלכימיה, הם רודפים אחריו כי הם יודעים שהוא מעוניין באבן ואולי ייצר אותה עבורם.
לפני מותה של מרטל, היא מספיקה לגלות לאל על זהותו האמיתית של קינג בראדלי כהומונקולוס פרייד. אד ואל מחליטים לחפש את סקאר כדי לחלץ ממנו מידע על אלכימיה. סקאר מגיע לריאול, נחוש בדעתו לסיים את מלחמת האזרחים, כיוון שרבים מתושבי ריאול הם צאצאים של העם האישבלי, ורוקם מזימה להבריח את התושבים מהעיר דרך מעבר תת-קרקעי סודי ולטבוח בחיילים באמצעות מעגל התמרה המסומן מסביב לעיר כולה. אד מגלה את התוכנית ונאלץ לשתף פעולה עם סקאר, ועוזר להבריח את התושבים. אל מגיע לריאול מאוחר יותר כאשר העיר כבר ריקה, כיוון שאין לו את הסמכות של אלכימאי לאומי, אך נקלע לעימות בין סקאר לקימבלי, האלכימאי שרצח את משפחתו במלחמת ההשמדה של אישבל. סקאר הורג את קימבלי, אך נפגע מאש חיילים כאשר הוא מנסב להגן בגופו על לאסט, שנוצרה בדמות אהובתו של אחיו, בה גם סקאר היה מאוהב. בכוחות אחרונים הוא מפעיל את מעגל ההתמרה הענק, והחיילים מתים יחד אתו. נשמותיהם עוברות לגופו של אל, שהופך לאבן החכמים.
במנהרה התת-קרקעית בה עוברים תושבי ריאול, אד וליירה מותקפים על ידי ההומונקולים ראת' וסלות', שנוצרה בדמותה של טרישה אלריק, אמם של אד ואל. הם מצליחים להתחמק, והאחים מתאחדים וחוזרים לריזנבול, אך בדרך הם פוגשים ברוי מוסטאנג וחייליו, שקיבלו פקודה מהפיהרר לקחת את אד בשבי. רוי מתוודה שאין לו כוונה לקחת את אד בשבי, כיוון שבמלחמת אישבל הוא הוציא להורג זוג רופאים (שהם למעשה הוריה של וינרי), ומאז נשבע שלא יציית עוד לפקודה לא הגיונית. האחים מספרים לו את כל מה שהם יודעים, כולל זהותו האמיתית של קינג בראדלי.
בריזנבול, אד חופר בקבר של אמם ומוציא משם את האפר שלה. בנוסף נמצא בידם תליון שקיבלו מסקאר והיה שייך ללאסט. בריזנבול הם פוגשים את אביהם, ואן הוהנהיים, אך בבוקר למחרת הוא נעלם שוב. הוא מופיע במקום בו מסתתרים ליירה וההומונקולים, ומתברר שבגופה של ליירה שוכנת נשמתה של דנטה. לפני שנים רבות, דנטה והוהנהיים היו נשואים ומצאו דרך להתמיר את נשמתם לגוף אחר וכך כביכול לחיות לנצח, אך מתברר שבכל פעם שהם עוברים גוף, הוא נרקב מהר יותר מקודמו. דנטה מעוניינת באבן החכמים כדי להעביר את נשמתה לגוף אחר שהפעם לא יירקב, ונעזרת בהומונקולים למטרה זו, אך הוהנהיים אומר לה שאי אפשר להימלט מן המוות. בזעמה היא גורמת לו להיעלם למקום לא ידוע. היא שולחת את לאסט, סלות' וראת' להשיג את אבן החכמים – אל.
אד מותקף על ידי ראת', אך לאסט מצילה אותו ואומרת שלאחר שהיא פגשה בסקאר ונזכרה בחייה הקודמים, היא לא מעוניינת להיות אויבת שלהם, אלא רק רוצה להשתמש באבן החכמים. אד מוביל אותה לאל, הנעזר באלכימאי שו טאקר כדי ללמוד איך להשתמש באבן החכמים, אך הם מותקפים בידי ראת' וסלות'. ראת' חוטף את האפר של טרישה ואת התליון ומצליח להרוג את לאסט, אך כאשר הוא בא לעזור לסלות' (אותה הוא רואה כאימא) האפר שבידו משפיע עליה ואד מצליח להתיך אותה. לרוע המזל, אנבי מגיע למקום וחוטף את אל.
אד ורוי מצליחים למצוא את הכניסה הסודית למקום בו שוכנים דנטה וההומונקולים. בזמן שרוי מחליט להכריז מרד על הפיהרר, אד מגלה שמתחת לסנטרל מסתתרת עיר שלמה החבויה מתחת לפני האדמה. הוא מאתר את דנטה, אנבי, גלאטוני וראת' שעוד נותרו בחיים. דנטה אומרת לגלאטוני לאכול את אל המשותק כדי שיוכלו להשתמש באבן, אך גלאטוני שבור ממותה של לאסט ואינו מתפקד, לכן דנטה מתמירה את סמל האורובורוס על לשונו ובכך גורמת לכל אישיותו להיעלם מלבד יצר הגרגרנות. אד מגיע ברגע האחרון להציל את אל, אך דנטה פותחת את שער "האמת" וגורמת לאד לעבור בו. הוא מוצא את עצמו בלונדון של מלחמת העולם הראשונה ופוגש בהוהנהיים, שמספר לו אודות העולם שלנו ואת האמת על עצמו. הוא אומר שברגע שפגש את טרישה, הוא נשבע לנטוש את דרך חייו הישנה ולמות בגוף הנוכחי שלו לצדה. מעט לאחר מכן, אד נהרג על ידי צפלין וכיוון שגופו עדיין לא עבר דרך השער, הוא חוזר לעולם שלו. הוא נלחם באנבי ולועג לו שהיכולת שלו לשנות צורה היא חסרת ערך, כיוון שהוא רק משתמש במניפולציות רגשיות זולות על בני אדם, אך אז אנבי משתנה לצורה האמיתית שלו, הדומה לאד. אנבי מגלה לו שהוא למעשה בנם של הוהנהיים ודנטה, ורוצה לנקום בהוהנהיים כיוון שנטש אותו לאחר שההתמרה שלו לא הצליחה. מיד לאחר מכן הוא הופך את ידו לסכין ודוקר את אד למוות.
בזמן שרוי מוסטאנג מצליח להביס את הפיהרר, אל מחזיר את אד לחיים, אך כמחיר הוא נעלם אל תוך "האמת". אנבי קופץ בעקבותיו אל השער כאשר הוא נפתח, כדי לרדוף אחרי הוהנהיים בעולם שלנו. דנטה, שאיבדה את אבן החכמים, מנסה להימלט מן המקום, אך מותקפת על ידי גלאטוני שזולל אותה. אד דואג להוציא מהמקום בבטחה את ראת', שננטש על ידי שאר ההומונקולים, ומתמיר את עצמו כדי להחזיר את אל. אל חוזר בתור ילד בן 10 (הגיל בו גופו נעלם) ואינו זוכר דבר ממה שקרה לאחר שניסו להתמיר את אמם. הוא מחליט לחזור ללמוד אצל איזומי, בתקווה להבין לאן אד נעלם ולהחזיר אותו יום אחד. בינתיים אד, שהגיע ליקום שלנו בו הוא אינו יכול להשתמש באלכימיה, לומד במינכן את חקר החלל, בתקווה ללמוד על הקשר בין היקומים. האחים נשבעים שיום אחד הם ישובו וייפגשו.
המשך העלילה במאנגה ובאנימה (2009).