Illyasviel von Einzbern ist die leibliche Tochter von Kiritsugu Emiya und Irisviel von Einzbern, die von der Einzbern-Familie vor und nach ihrer Geburt stark modifiziert wurde, um das ultimative Gefäß für den Heiligen Gral zu werden. Diese Modifikationen maximierten ihre Magischen Kreisläufe, verursachten jedoch eine abnorm langsame körperliche Entwicklung, was ihr ein dauerhaft kindliches Aussehen verlieh, obwohl sie chronologisch älter ist als ihr Adoptivbruder Shirou Emiya. Sie weist charakteristische Einzbern-Merkmale auf: blasse Haut, karmesinrote Augen und langes weißes Haar, genetisch ähnlich sowohl ihrer Mutter als auch ihrer Vorfahrin Justeaze Lizrich von Einzbern, die den Kern des ursprünglichen Heiligen Grals bildete. Ihre frühe Kindheit war geprägt von liebevollen Bindungen zu ihren Eltern, insbesondere zu ihrem Vater Kiritsugu. Nach dem Vierten Heiligen Gral-Krieg sperrte die Einzbern-Familie sie in ihrem Schloss ein, isolierte sie und unterwarf sie einem harten Training, um sie als Meisterin und Gral-Gefäß für den Fünften Heiligen Gral-Krieg vorzubereiten. Während dieser Gefangenschaft wurde sie manipuliert, um zu glauben, dass Kiritsugu sie verließ, was tiefen Groll gegen ihn und Shirou in ihr nährte. Ohne ihr Wissen versuchte Kiritsugu wiederholt, sie zu retten, wurde jedoch durch das Bounded Field der Familie aufgehalten und starb voller Bedauern über sein Scheitern. Als Meisterin von Berserker (Herakles) im Fünften Heiligen Gral-Krieg zielt Illyasviel zunächst auf Shirou ab, getrieben von Eifersucht und Kiritsugus vermeintlichem Verrat, als dieser Shirou wählte, nachdem er den Gral zerstört hatte. Ihr nach außen hin fröhliches und verspieltes Auftreten verbirgt tiefe Einsamkeit und emotionale Instabilität, die von Jahren der Isolation herrühren, verstärkt durch die lebenszehrenden Schmerzen, die das Aufrechterhalten von Berserker verursacht. Trotz ihrer rachsüchtigen Absichten bewahrt sie sich die grundlegende Güte, die sie von ihren Eltern geerbt hat. Ihr Charakter entwickelt sich im Heaven's Feel-Zweig signifikant. Nach dem Verlust von Berserker sucht sie Zuflucht bei Shirou und knüpft allmählich eine echte Geschwisterbindung. Als sie erfährt, dass sie Shirous ältere Schwester ist, opfert sie sich, indem sie das Heaven's Feel-Ritual vollzieht. Diese Handlung löst Shirous Seele von seinem sterbenden Körper, zerstört den korrumpierten Heiligen Gral und Angra Mainyu, sichert sein Überleben und vereint sie im Tod mit dem Geist ihrer Mutter. Im alternativen Universum von Fate/kaleid liner PRISMA☆ILLYA haben ihre Eltern den Heiligen Gral-Krieg während ihrer Kindheit aufgegeben, ihre kriegsbezogenen Erinnerungen und magischen Fähigkeiten versiegelt. Zusammen mit Shirou als normales Kind in Fuyuki City unter den Dienerinnen Leysritt und Sella aufgewachsen, zeigt sie eine unschuldigere, schüchterne und fröhlichere Persönlichkeit. Durch einen Vertrag mit dem magischen Stab Ruby wird sie ein Magical Girl und erlebt Abenteuer, die nicht von der Tragödie ihrer Hauptzeitlinie belastet sind. Diese Version pflegt aktiv Freundschaften, zeigt eine Liebe für Anime und niedliche Dinge und vermeidet das einsame Dasein ihrer ursprünglichen Inkarnation.