2022年，人类的科技力终于得以将完全的网络虚拟空间实际制造出来。大厂牌电子机械制造商“ARGUS”开发出了名为“NERvGear”的新世代民用终端，使得完全网络虚拟空间潜行能够被利用到了一般的网游之中，而《SAO》——刀剑神域便是首个利用该先进技术的大型VRMMO。桐谷和人，一名年轻的网游玩家，他很幸运地获得了参与封闭测试的资格，并在游戏正式上线营运之日就迫不及待地戴上头盔造型的“NERvGear”，以“完全潜行”的状态和其他9500名玩家一起，开始享受起了正式版的SAO世界。但很快，新鲜感带来的愉悦就

在新生ALO中，桐人、亚丝娜和结衣谈到了鲸鱼，从没有见过鲸鱼的结衣对鲸鱼非常感兴趣，为了帮助结衣 桐人想到了新生ALO中海边的任务。不料直叶却不会游泳，为了能正常进行海边的任务大家决定对直叶进行游泳特训。与此同时，桐人被菊冈诚二郎以“心理咨询”的名义骗至心理咨询室，并从桐人处详细调查了“SAO”和“ALO”等事件。桐人离开菊冈诚二郎处后登入新生ALO与大家一起进行了“深海掠夺者”的任务，最终返回时结衣如愿以偿地见到了鲸鱼。后桐人再次接到了菊冈诚二郎的电话……

世界首个VRMMORPG游戏《Sword Art Online》成为了“死亡游戏”。距1万名用户被困在游戏中一事发生，已有一个多月。攻略了钢铁浮游城“艾恩葛朗特”第一层后，亚丝娜继续与桐人搭档，以最顶层为目标继续着旅程。然而，带领玩家攻略游戏的两大精英公会“ALS”（艾恩葛朗特解放队）和“DKB”（龙骑士团）之间爆发了冲突，这背后，有一名神秘人物在暗中行动。在命悬一线的危险战斗中，继“攻略”压力后的另一重“威胁”将桐人和亚丝娜卷入其中。影片根据川原砾同名人气小说改编。