2022年，人类实现了现实世界和假想空间的融合，电子制造商开发了名为《刀剑神域（Sword Art Online）》的在线电子游戏。SAO甫一面世便大受好评，限量一万份的名额在发售当天的短时间内便被抢购一空。通过联网，玩家可以身临其境进入充满想象力和异域风情的游戏世界——浮游城市艾恩葛朗特。玩家在这里可以生活、练武、升级、经商、探险，与真实世界别无二致，却拥有无上的乐趣。曾是少数封测玩家的桐人（松冈祯丞 配音）也是这一万名幸运者中的一员。最初的兴奋过后，玩家们却发现根本无法顺利登出游戏，更为恐怖的是，一旦玩家的HP归零，现实世界中他们的肉体也将死亡。他们被SAO的开发者茅场晶彦（山寺宏一 配音）困在游戏中，顺利逃脱的方法似乎只有一个，那就是完成困难重重的攻略任务…… 本片根据川原砾的轻小说改编。
2021年，人类输掉了与病毒寄生虫“原生动物”的战争，被驱逐到一个狭小的领地，在恐惧和绝望中过着不光彩的生活。
至此，十年后的今天，人类已经能够在能够控制原生动物病毒的女孩的“被诅咒之子”的力量下，找到对抗怪物的最后希望。然而，过去的伤痛让他们之间产生了不可逾越的代沟。看似平静的人类社会正在悄然变质，暗流越来越汹涌。
居住在东京的高中生里见莲太郎是专门研究肠道动物抗原的“警察”之一。他和伙伴兰苑燕竹从事了许多危险的工作，有一天他接到了政府的特别命令。内容实际上是一个高度机密的任务，以避免东京的毁灭...
在20世纪50年代初，突然出现的未知生命形式“甲骨文细胞”开始“捕获”地球上的一切对象。它的存在，它吞噬了一切，并取得了各种差异，作为一个凶猛的生命形式，不知不觉中，人们惊恐地称它为“阿拉加米”。现有的武器在阿拉加米之前没有任何效果，城市文明崩溃，人类逐渐被剥夺了栖息地。这种人类的光明是存在的。一种嵌入甲骨文细胞的生物武器“神机”被开发出来，并组织了特种部队，俗称“神食者”来操纵它。在一个被粗糙的神压迫的世界里，“上帝之物”的明天无战的幕布拉开。
