动画以OVA形式分三卷推出，每卷包含4话，第一卷《1stSeason》于2011年8月14日发售，第二卷《2ndSeason》于2011年10月28日发售，第三卷《3rdSeason》于2011年12月31日发售，合计全12话。另有《EXSeason》作为2011年11月26日发售的《TAKEMOON武梨绘里TYPE-MOON作品集特别版》的OAD收录、《SpecialSeason》于2013年1月16日发售的TYPE-MOON10周年纪念活动收录BDBOX《TYPE-MOONFes.-10THANNIVERSARYEVENT-》中收。在一间由猫经营的酒吧里，有一群猫在谈话。从他们的言谈之间可以隐约得知，一场可能会打破时空之间界限的狂凶之盛宴即将到来。冬木市再度举行了让魔术师为之疯狂得“圣杯争霸战”，参与争夺的卫宫士郎、Saber、远坂凛、Archer、葛木宗一郎、Rider等人，结成不同的小组并且对圣杯都抱着势在必得的野心。然而出人意料的是，这一次必须改以网球、花牌、抽卡片、黑胡子等民间游戏来决定胜负。就在所有参赛者纷纷于游戏中精疲力尽之时，圣杯赫然出现在大家面前。对圣杯痛恨无比的卫宫士郎，决定以投影出来的武器将之毁灭，不料被劈开的圣杯中竟然冒出了原本不属于这个时空里的猫姬！随着猫姬的到来，一场将不同次元里的魔术师纠缠在一起的厮杀，无可避免地正式揭开了序幕。
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克里斯·洛克/艾米莉·布朗特/查理兹·塞隆/汤姆·麦卡锡/乔希·辛格/马特·查曼/乔尔·科恩/伊桑·科恩/亚历克斯·加兰/乔什·库雷/罗纳尔多·德尔·卡门/彼特·道格特/梅格·勒福夫/安德丽亚·贝尔洛夫/乔纳森·赫尔曼/S·雷·利萨维治/艾伦·温库/罗素·克劳/瑞恩·高斯林/查尔斯·伦道夫/亚当·麦凯/尼克·霍恩比/菲丽丝·奈吉/德鲁·戈达德/艾玛·多诺霍/乌比·戈德堡/莱斯莉·琼斯/崔西·摩根/克里斯汀·韦格/杰夫·丹尼尔斯/斯黛西·达什/萨拉·西尔弗曼/萨姆·史密斯/亨利·卡维尔/凯丽·华盛顿/J·K
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