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。
白虎与黑兽——中岛敦与芥川龙之介并肩作战，在与弗朗西斯·F的决战中得胜，与自大国袭来的“组合（Guild）”之间的巨大异能战争宣告结束。 “武装侦探社”与“港口黑手党”在此战中缔结的休战协定仍在继续，而从他们引发的毁灭危机中幸存下来的横滨，今天也在路边上演名为日常的物语。 但海外犯罪组织流入的传言，以及“组合（Guild）”残党的影子仍在此地若隐若现……。 另一方面，太宰治对于“魔人”觉醒、新的灾厄开始感到担忧。 在暗渠中蠢蠢欲动的，是盗贼团“死屋之鼠”的头目，费奥多尔·D。其令人恐惧的谋略，终于露出獠牙！
