No ano de 2022, finalmente é possível criar um mundo virtual dentro de um jogo graças à consola NerveGear e ao seu mais recente jogo, Sword Art Online, um MMORPG de realidade virtual. No entanto, passado algum tempo de entrarem no jogo, os jogadores de SAO descobrem que não conseguem sair do jogo. É então que o criador do jogo, Akihiko Kayaba, lhes diz que estão presos dentro do jogo e que, se morrerem lá, morrem também na vida real. A única maneira de todos os 10 mil jogadores presos dentro do jogo saírem de lá, é chegando ao 100º e último andar e derrotando o último boss.

Satoru Fujinuma consegue viajar no tempo para salvar vidas. Quando ele acorda 18 anos no passado, ele tem oportunidade de salvar os seus colegas assassinados.