A história de Busou Renkin começa quando um garoto, chamado Kazuki Mutou, acorda de um sonho em que ele é morto para salvar uma menina que estava sendo atacada por um monstro. No dia seguinte, ele encontra o monstro do seu sonho atacando sua irmã, e vê mais uma vez a menina do seu sonho. Ele descobre que na verdade o tal monstro é um homúnculo. A menina se chama Tokiko e ela é uma Renkin no Senshin – uma guerreira usuária de alquimia com a missão de derrotar os homúnculos. Kazuki, que realmente foi morto pelo homúnculo, recebe de Tokiko uma kakugane, que fica no lugar do seu coração para poder continuar vivendo. Ele então decide retribuir para ela juntando-se a ela na sua luta contra os homúnculos.