在宇宙纪年16902年，浩瀚的宇宙中有一颗”阿德里星”，在那里发现一份威力奇大的特殊能源，为宇宙其他星球所觊觎，几方势力争夺不休。为防止给”阿德里星”带来灾祸，”阿德里星”的历代战神在“地星”建造了一个深海迷城，把能源埋藏其中，更将开启海底迷城的钥匙分成五块碎片，设下五大谜题以阻挡邪恶之人。 4000年以后，现任战神---伽罗和好朋友小心超人为追捕盗窃的怪兽，被引到这个“地星”，还卷入了一件“神秘湖水怪事件”中。期间，他们结识一个正在神秘湖寻找失踪朋友的少女莉莎，并一起解决了水怪之谜。然而，伽罗却发现这一切和阿德里星有千丝万缕的关系，于是，大家踏上了调查五大谜题之旅。
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。
