天赋超群的习武者李阎由于身患绝症，只剩下几个月的生命。他在身陷绝境时意外遇到了一个自称“貘”的男人，被送入“阎浮果树”的一颗果实中。李阎必须在时限内完成系统发布的三个任务，并通过拳赛赚钱换取阎浮点数以购买能够治愈绝症的药剂。随着深入了解自己所在的龙渊城寨，李阎被逐渐卷入城寨内的争端，还察觉到有其他阎浮行走在暗中与自己竞争。突破重重困难后，李阎终于成功完成任务，也获得了新生。
西条拓己（吉野裕行 配音）是一个标准的废柴，个性懦弱又不负责任的他住在集装箱里，每日除了上课外都宅在家里玩网络游戏，深深沉迷与二次元世界的他认为一切三次元的都与他无关。此时的涉谷地区，正在发生名为“New Gene”的连续猎奇杀人事件，以被害者死状惨烈而臭名昭著。一日，拓己在网络聊天室里遇见了一名自称将军（代永翼 配音）的神秘人物，将军用津津乐道的口吻预言了下一次的猎奇杀人事件始末，并且传来了血腥暴力的现场照片。 一开始，拓己只当其是恶作剧者不予理会，但数日后，将军所预言的一切都成为了现实。拓己偷偷潜入犯罪现场，撞见了浑身是血眼神空洞的女生咲畑梨深（喜多村英梨 配音）并认定她就是杀人凶手。但不久之后，梨深却又以昔日老友的身份出现在了拓己面前。凶手究竟是谁？将军的真实面目是什么？在现实与幻想之间，拓己混沌的头脑要做出一次又一次的关乎于性命的选择。
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。
雷因是勇者队伍的一员。他身为“驭兽使”，能够跟动物签订契约，以使用它们的力量。他并没有战斗技能，一直以辅助形式协助勇者队伍。某天，勇者认为不会战斗的雷因对队伍实在没有作用，便将他赶出勇者队伍。雷因十分失落，决定以冒险者的身份活下去，因而去参加冒险者测试。在测试中，他遇上被杀人虎袭击的女孩——奏。他原来为了让奏逃走而跟杀人虎战斗，最终却是奏一击把杀人虎击倒。原来奏是属于世上众多“最强种”之一的“猫灵族”，力量异常强大。奏感知到雷因作为驭兽使的天分，觉得他可以身为最强种的自己跟签订契约。他们顺利签订契约，雷因成为了使役最强种的驭兽使，并通过冒险者测试，成为冒险者。
