2022年，现实世界与虚拟空间实现融合，电子制造商推出了名为《刀剑神域（Sword Art Online）》的网络游戏。游戏上市后迅速引发热潮，限量发行的一万份名额在发售当天很快售罄。玩家通过网络进入充满奇幻色彩的异世界——浮游城市艾恩葛朗特，在那里生活、修炼、升级、经商和探险，体验与现实几乎无异却更加刺激的生活。
曾参与过封闭测试的桐人（松冈祯丞 配音）有幸成为一万名正式玩家之一。然而，初入游戏的喜悦很快被恐惧取代。玩家们发现自己无法退出游戏，而当游戏中的HP降为零时，现实中的身体也会随之死亡。原来，他们已被SAO开发者茅场晶彦（山寺宏一 配音）困在这个虚拟世界里。想要回到现实，似乎只有完成层层艰险的攻略任务这一条路。本片改编自川原砾创作的轻小说。
