Illyasviel von Einzbern, die es vorzieht, Illya genannt zu werden, ist eine junge deutsche Aristokratin und eine Meisterin im Fünften Heiligen Gral-Krieg. Trotz ihres Aussehens als kleines, zerbrechliches Mädchen mit langem silbernem Haar und purpurroten Augen ist sie zum Zeitpunkt des Krieges chronologisch achtzehn Jahre alt, älter als der Protagonist Shirou Emiya. Dieses jugendliche Aussehen ist eine Folge ihrer wahren Natur als Homunkulus, einem künstlichen Menschen, der von der Familie Einzbern durch die Anwendung von Zauberei erschaffen wurde. Ihr Körper wurde vor und nach der Geburt stark modifiziert, um ihre magischen Kreisläufe zu maximieren, was sie zu einem idealen lebenden Gefäß für den Heiligen Gral machte, aber dieser Prozess hemmte auch ihr körperliches Wachstum und verkürzte drastisch ihre Lebensspanne.

Illya zeigt eine duale Persönlichkeit, die sich dramatisch wandeln kann. An der Oberfläche ist sie oft fröhlich, verspielt und aufgeschlossen und verhält sich wie ein launenhaftes und schelmisches Kind. Sie kann liebevoll und anhänglich sein, besonders gegenüber Shirou, den sie „Oniichan“ nennt. Doch dieses engelhafte Verhalten verbirgt eine viel grausamere und herzlosere Seite. Da sie im isolierten Einzbern-Schloss aufgewachsen und hart für den Krieg trainiert wurde, kann sie äußerst rücksichtslos sein, betrachtet andere Meister als Feinde, die ohne Reue zu beseitigen sind, und spricht mit einer beunruhigenden, lächelnden Gelassenheit über den Tod.

Ihre Beweggründe sind tief in ihrer Familiengeschichte verwurzelt. Sie ist die leibliche Tochter von Kiritsugu Emiya, dem Magier-Killer, der den vorherigen Heiligen Gral-Krieg gewann, und dem Homunkulus Irisviel von Einzbern. Kiritsugu, der von der Familie Einzbern angeheuert wurde, verriet sie letztendlich, indem er den korrupten Gral zerstörte. Nach dem Krieg verließ er Illya und überließ sie der Obhut der Einzberns, während er Shirou in Japan adoptierte. Da sie sich verlassen fühlte und eifersüchtig war, dass Shirou die Liebe erhielt, die ihr Vater ihr verweigerte, reist Illya speziell nach Fuyuki City, um Shirou zu konfrontieren und sich für das zu rächen, was sie als Verrat empfindet.

Im Fünften Heiligen Gral-Krieg dient Illya als Meisterin des Dieners Berserker, des legendären Helden Herakles. Sie lebt in einem großen Schloss am Rande von Fuyuki, bedient nur von ihren Zofen Leysritt und Sella. Ihre Rolle in der Geschichte variiert je nach Erzählpfad. In der Fate-Route beginnt sie als primäre Antagonistin, fängt Shirou und erzwingt eine Konfrontation. Nach der Niederlage von Berserker verliert sie ihre Feindseligkeit und lebt friedlich in Shirous Haus, wo sie sich als Ersatzfamilienmitglied mit ihm verbindet. In der Unlimited Blade Works-Route wird sie von dem Diener Gilgamesch getötet, der ihr Herz herausreißt, um sie als Komponente für den Gral zu verwenden. In der Heaven's Feel-Route ist ihre Rolle am bedeutendsten; sie wird zu einer wichtigen Verbündeten Shirous, enthüllt die wahre Natur des Grals und opfert letztendlich ihre eigene Existenz, um zum Gefäß für den Heiligen Gral zu werden und ihn zu retten, und erfüllt damit ihren Zweck als seine ältere Schwester.

Als Magierin ist Illya außergewöhnlich mächtig. Da sie ein Homunkulus ist, der als wandelnder magischer Kreislauf konzipiert wurde, sind ihre Reserven an magischer Energie kolossal und übertreffen die eines normalen Menschen bei weitem. Sie besitzt auch Mystische Augen der Bindung, die es ihr ermöglichen, jeden zu lähmen, der direkten Augenkontakt mit ihr herstellt. Ihre primäre Kampfstrategie verlässt sich jedoch fast vollständig auf die überwältigende Stärke ihres Dieners, Berserker. Ihre entscheidendste Fähigkeit ist keine Waffe, sondern ihre bloße Existenz: Sie ist der Kleine Gral. Ihr Körper ist darauf ausgelegt, die Seelen besiegter Diener zu absorbieren, und fungiert als Schlüssel zur Beschwörung des Großen Grals, sobald genügend gesammelt wurden.