Trois ans après que Lightning et ses alliés ont sauvé Cocoon, les survivants ont décidé de reprendre les choses à zéro en reconstruisant Gran Pulse. Le début de cette nouvelle ère débute à la fin de Cocoon, en 0 AC (après la Chute). À cette période, Lightning est introuvable, et beaucoup croient qu'elle n'est jamais revenue de Cocoon, à l'instar de Fang et Vanille qui s'étaient sacrifiées afin de créer un gigantesque pilier de cristal soutenant Cocoon. Au contraire, sa jeune sœur Serah, en stase cristalline pendant la majeure partie du scénario de Final Fantasy XIII, vit dans la ville de Néo-Bodhum et est convaincue que Lightning est encore en vie, quelque part. Le village est alors soudainement assiégé par des monstres, mais un homme mystérieux appelé Noel apparait et sauve Serah. Ensemble, ils décident de partir à la recherche de Lightning, bloquée dans le monde de la déesse Etro, Valhalla. Ils devront traverser le cœur de l'histoire pour parcourir le monde où se produisent des paradoxes temporels