动画以OVA形式分三卷推出，每卷包含4话，第一卷《1st Season》于2011年8月14日发售，第二卷《2nd Season》于2011年10月28日发售，第三卷《3rd Season》于2011年12月31日发售，合计全12话。
另有《EX Season》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、《Special Season》于2013年1月16日发售的TYPE-MOON10周年纪念活动收录BD BOX《TYPE-MOON Fes. -10TH ANNIVERSARY EVENT-》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。
香格里拉·开拓异境～粪作猎手挑战神作～ 2nd season
内田雄马 和气杏未 日笠阳子 小市真琴 日高里菜 大塚明夫 花守由美里 千本木彩花 山下诚一郎 富田美忧 松田飒水 濑户麻沙美 速水奖 中田让治 峰田大梦
井口裕香 速水奖 井上和彦 森川智之 梅原裕一郎 田村睦心 子安武人 中岛爱 小山刚志 折笠富美子 日野聪 衣川里佳 前野智昭 内田彩 三瓶由布子 狩野翔 都丸ちよ 鈴木みのり 安野希世乃
飞田展男 池田秀一 古谷彻 铃置洋孝 白石冬美 潘惠子 野上尤加奈 池胁千鹤 井上和彦 冈本麻弥 桧山修之 西村知道 山田俊司 岛田敏 榊原良子 小杉十郎太 胜生真沙子 川村万梨阿 浪川大辅 新井里美 浅川悠 中村秀利 大塚芳忠 林真里花 田中和实 西前忠久 石井康嗣 广森信吾 盐屋浩三 大川透 柴本浩行 望月健一 上田敏也 津田匠子 夏树莉绪 田中一成 相田早矢香 泽村真希 矢部雅史 三川二三
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