《鋼之煉金術師》是由日本漫畫家荒川弘在2001年開始創作的漫畫作品，並已經於2003年壹度改編為同名動畫的《鋼之煉金術師》，當時由於由於動畫播放追上原作漫畫連載進度，為避免與連載中的原作漫畫出現相互沖突，於是轉為向原創故事發展，所以動畫在劇情發展、劇情設定以及部分人物設定上均與原作漫畫有壹定的區別。
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2008年，漫畫單行本20卷發行之際，史克威爾艾尼克斯對外公布全新作動畫將於2009年上半年發表，並表明新作動畫將采用原作漫畫劇情[1] 。2009年2月10日，名為《鋼之煉金術師 FULLMETAL ALCHEMIST》新作動畫正式發表。
2009年4月5日，由BONES制作，入江泰浩任監督，大野木寬任系列構成的電視動畫《鋼之煉金術師 FULLMETAL ALCHEMIST》正式開播，動畫原預定於2010年6月27日全63話，並與連載中原作漫畫同步完結，但後來在《月刊少年GANGAN》2010年7月號（6月發售）正式公布最終回於2010年7月4日播出，即改為全64話完結。隨後制作方宣布制作劇場版的消息。
2010年11月14日，劇場版正式命名為《鋼之煉金術師：嘆息之丘的神聖之星》，仍由BONES負責制作，但制作人員將會有所變化，改為村田和也任監督，真保裕壹任腳本[2] ，於2011年7月2日在日本上映。
本作動畫標題是在漫畫原作標題《鋼之煉金術師》的後面添加漫畫原作英文標題《FULLMETAL ALCHEMIST》，合成標題《鋼之煉金術師 FULLMETAL ALCHEMIST》，但在日本海外發行時，為避免前作動畫《鋼之煉金術師》的海外英文名稱《FULLMETAL ALCHEMIST》產生混淆，本作動畫海外英文名稱更改為《Fullmetal Alchemist：Brotherhood》，同時也突出強調動畫主題之壹的“兄弟之絆“。
本作動畫劇情完全依據原作漫畫的走向，但前期劇情由於與前作動畫前期劇情有所重復，所以做了大量刪減，只保留了劇情主線發展，所以並不會影響動畫劇情的連貫性。