Un Fal'Cie de Pulse, considéré comme l'enfer, a été retrouvé sur Cocoon, son satellite artificiel habité. Le gouvernement décrète alors la Purge, voulant déporter (exterminer) tous ceux qui ont pu être en contact avec le Fal'Cie, c'est-à-dire tous ceux qui sont potentiellement des l'Cie de Pulse, dotés dès lors d'une mission destructrice. Cherchant sa soeur Serah dans le vestige du Fal'Cie retrouvé sur Bodhum, Lightning, déserteuse de la garde civile, infiltre le train des déportés et attise la rébellion, aidé par Sazh qui cherche son fils, accompagné par un poussin Chocobo. Snow, le fiancé de Serah, utilise son groupe le NORA pour tendre vers le même dessein : retrouver Serah. Hope assiste à la mort de sa mère que Snow n'a pas pu sauver et souhaite venger sa mort, accompagné de Vanille, une enfant mystérieuse qui cache sa vraie origine. Tout ce beau monde retrouve Serah qui est devenu un l'Cie affublé d'une marque et d'une tâche à accomplir, mais laquelle ? Elle souhaite que le groupe sauve Cocoon, avant de se cristalliser, ce qui témoigne de la réalisation de sa quête (sinon elle se serait transformée en Cie'th). Lightning la croit morte tandis que Snow l'énerve avec son optimisme à tout-va : Serah devait-elle les amener à sauver Cocoon, ce qui semble contraire aux ambitions d'un Fal'Cie de Pulse, ou sa tâche était simplement de les réunir tous les 5 ? Car ils deviennent tous des l'Cies à leurs tours, obligés de se cacher, fuir et se battre contre le gouvernement, le Primarque Dysley à leur tête. Mais au cours de leur périple, Hope apprend à pardonner, le groupe se rend compte que Pulse n'est pas l'enfer qu'on leur a appris, et ils sont rejoints par Fang, une proche de Vanille. Toutes les deux étaient autrefois des l'Cie de Pulse et ont été cristallisées pendant des siècles dans le vestige amené sur Bodhum ; c'est leur libération qui causa la Purge. Pourquoi ont-elles été libéré ? Doivent-elles servir Pulse, alors qu'elles en sont les dernières représentantes humaines, en convoquant Ragnarok censé détruire Cocoon, comme le dicte la vision qu'a eu tout le groupe ? Fang a une marque cautérisée car elle s'est déjà transformée en Ragnarok mais a échoué. Toutes ces questions en tête, ils décident de se rendre sur Pulse en espérant trouver une réponse, mais la seule révélation qu'ils ont c'est que Dysley est en fait Barthandelus, le roi des Fal'Cie de Cocoon, et il n'en a rien à faire des humains, tout ce qu'il souhaite c'est amener le groupe à détruire le Fal'Cie Orphan, qui sert d'énergie vitale à Cocoon, pour que celui-ci s'écrase et permette de faire revenir de l'au-delà le Dieu Créateur des Fal'Cie. En manipulant le groupe et en fusionnant avec Orphan, Barthandelus parvient à ses fins et Cocoon commence à s'écraser sur Pulse. Mais Fang et Vanille décident alors de se transformer en Ragnarok pour soutenir Cocoon et, dans un miracle inexplicable, elles se changent en pilier de cristal, permettant aux survivants d'habiter Pulse, sans la contrainte des Fal'Cie de Cocoon. C'est là que Sazh retrouve son fils et que Lightning retrouve sa sœur Serah, et lui donne sa bénédiction pour épouser Snow. Tout aurait pu finir ainsi...
Mais le miracle qui a eu lieu ce jour-là a eu un prix. La déesse Etro, qui l'a provoqué, a laissé une parcelle de Chaos s'échapper du Valhalla, aspirant Lightning et modifant l'espace-temps. À part Serah, tout le monde croit que Lightning est dans le cristal avec Fang et Vanille. Il n'en est rien ; elle se bat au nom d'Etro dans le Valhalla pour empêcher Caïus de tuer la déesse, ce qui causerait la libération du Chaos dans le vrai monde. Noël, ancien ami de Caïus, survivant de la fin des temps, est missionné par Lightning pour retrouver Serah à son époque afin de remplir deux objectifs : réparer les paradoxes temporels et empêcher Caïus de faire chuter Cocoon. Car Caïus veut détruire le monde, afin de briser la malédiction de Yeul, une clairvoyante amenée à continuellement mourir jeune à cause de ses visions et se réincarner. Noel connaît une seule Yeul, qui l'a aimé, mais Caïus agit pour toutes les versions de Yeul, en voulant lui proposer un monde où le temps n'existerait plus. Car Caïus est un gardien, immortel : en son cœur bat l'énergie d'Etro, la déesse qui retient le Chaos et qui est à l'origine de l'humanité. Mais il poussera Noel à le poignarder, le faisant croire qu'ainsi, les paradoxes temporels seraient réglés et le monde sauvé, ce qui permettrait à Serah de retrouver Lightning dans un futur où Hope adulte a construit un Cocoon artificiel pour protéger l'humanité de la chute du pilier de cristal. Mais qui change le futur change aussi le passé, et Serah, qui a le même pouvoir que Yeul, a la vision de l'ultime paradoxe propagé sur toute la ligne du temps et elle meurt. De plus, Noel, en tuant Caïus, a tué Etro, ce qui cause le déferlement du Chaos dans le monde qui fusionne avec le Valhalla et cause la fin de toute vie. Lightning, comme un châtiment et pour préserver le souvenir de Serah, devient cristal...
500 ans plus tard, le dieu Bunivelze réveille Lightning, à 12 jours de la fin du monde, et fait d'elle la Libératrice : elle doit, si elle veut retrouver sa sœur, sauver les âmes survivantes dans un monde qui ne vieillit plus et qui est gangrené par le Chaos, afin de les amener vers un nouveau monde. Elle fera face à Noel, qui croit que tuer Lightning ramènera sa Yeul, comme le dit la prophétie, mais finit par renoncer. Elle fera face à Snow, intendant hédoniste de Yusnaan, en dépression pour avoir perdu Serah, et, alors qu'il était redevenu un l'Cie pour avoir des pouvoirs et aider Serah dans sa quête avant sa mort, menace de se transformer en Cie'th, mais Lightning le sauve grâce au souvenir de sa fiancée. Elle fera face à Caïus, qui vit dans le Chaos, et elle apprend que le Chaos est composé des fragments d'âme de Yeul qui désirait à chaque fois retrouver Caïus dans son processus de réincarnation ; et alors que certaines Yeul veulent que Lightning sauve Caïus, d'autres le maintiennent en vie dans le Chaos. Lightning doit se résoudre : elle ne les sauvera pas s'ils ne le veulent pas. À la place, Caïus émet le souhait d'être le berger des âmes perdues dans le Chaos. Lightning aidera Sazh à retrouver les fragments d'âme de son fils. Et elle sera accompagnée de Fang qui cherche la Clavis pour la détruire avant que l'Ordre s'en empare mais elle échoue ; ce faisant, Vanille, devenue grande prêtresse, et sortie du cristal avec Fang il y a 13 ans, croit qu'il est en son devoir d'utiliser la Clavis pour éteindre la souffrance des défunts, se sacrifiant, au nom de Dieu. Mais elle se fourvoie et les âmes seraient détruites par le procédé alors que les défunts souhaitent avoir leur place dans le nouveau monde, en dépit de la volonté de Bunivelze. Pire, Dieu est un manipulateur qui se sert d'une image de Hope enfant comme de son médiateur et qui a enlevé l'amour de Serah du cœur de Lightning, ce qui fait qu'elle ne ressent plus rien la concernant. Elle décide d'être tout de même le pantin de Dieu pour qu'il construise un nouveau monde mais alors elle décidera de se retourner contre lui, aidé par Vanille qui guide les défunts, et par Caïus et Yeul qui prennent la place d'Etro pour le nouveau monde afin de préserver les âmes dans le cœur des gens, sauf la Yeul qui aime Noel et le rejoint, à l'aube d'un nouveau monde, où Lightning peut retrouver Serah. On voit alors Lightning traverser en train la campagne française et sortir du train devant les champs de blé avec pour une fois un vrai sourire aux lèvres.