2022年開發出次世代主機「NerveGear」，人類終於將虛擬實境完全實現。使用「NerveGear」創造的真正的 VRMMORPG 遊戲 －「Sword Art Online」受到世界矚目。當 SAO 正式上線時，包含桐人在內的玩家正盡情地享受假想世界，SAO 的開發者－茅場晶彥卻向所有玩家宣布：「這款遊戲在破關前無法登出，玩家於遊戲內死亡也等同於現實肉體的死亡」。

死亡遊戲被迫開始後經過一個月 － 2022年12月，至少有兩千名左右玩家死亡。桐人運用在封測時期的經驗單獨挑戰迷宮，卻不得不面臨各種致命般的苦戰。總層數100層的艾恩葛朗特，連第一層都還無法突破的桐人等人，出現一位號稱發現第一層 BOSS 房間的男人－提亞貝魯召集玩家們，召開 BOSS 攻略會議。參加會議的桐人也決定和另一位獨行玩家一同組隊。

桐人解救了被怪物攻擊的工會「月夜的黑貓團」。現實世界也互相為朋友的黑貓團溫暖芬圍深深吸引著桐人，他隱瞞自己是封弊者，成為黑貓團的一員。由於桐人的幫助，弱小工會的黑貓團急速成長，幾乎可以追上於最前線戰鬥的攻略組。但在某一晚，工會中唯一的女孩 － 小幸突然消失。比大家早一步找到小幸的桐人，得知她害怕死亡…

和隊伍夥伴吵架並擅自離開的訓獸師少女 － 西莉卡，在森林迷路，並遭到怪物襲擊。偶然經過的桐人雖然救了西莉卡一命，使魔 － 畢娜卻死亡了。桐人告訴因失去重要的同伴、淚眼汪汪的西莉卡如何復活使魔，並願意不求回報幫助她。疑惑著為何要幫助自己的西莉卡詢問桐人原因，得到的回答卻令人意外…

2024年4月，亞絲娜以 SAO 最強工會「血盟騎士團」副團長身分，站於最前線，並進行至第59層攻略。此時，發生了怪物無法入侵城內的「圈內」殺人事件。目擊者的悲鳴驅使桐人和亞絲娜前往現場調查，發現此事件並非PK決鬥造成的。擔心出現未知PK技能的亞絲娜決定和桐人一起調查事件。

正當桐人和亞絲娜探究系統不可能出現的圈內殺人事件時，新的被害者遭殺害事件活生生的在兩人面前發生。凱因茲等被害者共通點皆為已解散的工會「金蘋果」的成員。前「金蘋果」成員 － 舒密特認為，這是以前的工會已死亡的會長 － 葛莉塞達的幽靈所進行的復仇。到底這個電腦世界真的存在幽靈嗎？

鐵匠莉茲貝特所經營的武器店來了一位不在乎預算，只希望能造出最強之劍的客人。為了作為打造新劍參考，拿出稀有魔劍的客人正是桐人。對自己的手腕非常有自信的莉茲貝特拿出自己當下製造出的最強之劍，讓桐人測試劍的耐久力卻不慎被折斷。被桐人無心的話語激怒的莉茲回嘴，若是能得到稀有金屬的話，就一定能鍛造出讓桐人滿意的劍。

2024年10月，在最前線攻略完第74層後返家的桐人，恰巧入手了S級稀有食材「雜燴兔肉塊」。但是，沒有料理技能的桐人無法料理稀有食材。毫無辦法地只好去艾基爾的店裡打算賣出時，桐人在店裡見到亞絲娜。桐人請求料理技能完善的亞絲娜調理食材，而亞絲娜以要求分享一半食材為交換條件，將桐人帶回自己房間一同共進晚餐。

和亞絲娜組隊的桐人突破第74層迷宮，發現了 BOSS 的房間。為了得到攻略情報，兩人瞥見強大的 BOSS 後隨即撤退，並在安全區域內見到 SAO 人數眾多的工會「軍隊」，為了回應率領軍隊的男人－柯巴茲的要求，桐人提供 BOSS 房間的情報給他。同時警告他們不要貿然挑戰 BOSS，但柯巴茲並未將桐人的警告聽進耳裡…

亞絲娜打算暫時遠離血盟騎士團，桐人賭上亞絲娜的自由，決定和艾恩葛朗特中號稱最強的男人，血盟騎士團團長－西茲克利夫決鬥。親身體會過團長的強悍的亞絲娜向桐人提出忠告，桐人則笑著表示不會這麼簡單就戰敗。在廣大觀眾注視之下，使用特殊技能「神聖劍」的希茲克莉夫和使用「二刀流」的桐人一對一決鬥揭開序幕…

由於克拉帝爾的事件，讓桐人和亞絲娜的羈絆更加深刻，兩人決定結婚。亞絲娜暫時退出血盟騎士團，和桐人一同在第22層的湖畔旁的木屋中生活。他們遠離戰鬥的喧囂，過著寫意舒適的生活。有一天，因為幽靈傳聞而前往森林探查的兩人，在陰暗的森林中找到一位少女。雖然他們暫時收留眼前倒下的少女，但少女似乎失去記憶…

為了尋找結衣的監護人，桐人和亞絲娜前往「起始之鎮」，並且得知軍隊管理者 － 辛卡被丟置在迷宮深處，決定一同救出辛卡。桐人和亞絲娜便與委託者 － 由莉耶兒以及吵鬧著要跟隨而來的結衣，四人潛入第一層的地下迷宮。他們在安全區域發現了正在避難的辛卡，卻未能預料到在前方有著強大的敵人等著。了解自己無法對付敵人的桐人，要求亞絲娜和結衣等人先行逃走…

在湖畔釣魚的桐人被年長的玩家 － 西田關注。與將釣魚作為興趣的西田意氣相投的桐人，決定幫忙釣起湖之主人。經常在最前線戰鬥的桐人和亞絲娜藉由認識了西田，感受到許多的普通玩家正在努力的適應 SAO 世界。深為頂尖玩家的兩人深感自己背負的責任時，桐人收到一封留言…

2024年11月，第75層的 BOSS 攻略戰比想像中還要慘烈。在轉移水晶無法使用的空間中，經歷百戰的玩家們一個個喪命。雖然眾人費盡千辛萬苦擊破 BOSS，攻略組的大家卻因為過重的犧牲而面有難色。而希茲克利夫正靜靜地看著失落的玩家們…

歷經與希茲克利夫的死鬥，桐人，也就是桐谷和人回到了現實世界。同時卻有自死亡遊戲殘存下來，包含亞絲娜在內的生還者並未恢復意識，深深的沉睡著。自此2個月後，前往結城明日奈的病房探望她的和人，遇到了明日奈的父親 － 彰三，以及彰三的部下 － 須鄉伸之。和人得知昏睡狀態的明日奈將於一週後與須鄉結婚…

前往艾基爾的店面的和人， 滿腦子都是艾基爾拿出的 VRMMORPG 遊戲「Alfheim Online」中拍到的影像截圖。影像中拍到的女性神似亞絲娜。而 ALO 遊戲的開芳公司更是須鄉所屬的遊戲公司，和人確定亞絲娜被困在遊戲中。和人馬上登入 ALO 進入遊戲，沒想到 SAO 的紀錄不知為何覆蓋到 ALO 的角色上了…

風精靈莉法遭到正在狩獵玩家的火精靈攻擊，並且被守護精靈的桐人所救。帶著化為導航精靈的結衣的桐人雖然攻擊技巧高明，卻對 ALO 世界一無所知。莉法為了感謝桐人的救助，決定帶著桐人前往風精靈首都 － 司伊魯班。

莉法決定陪著桐人一同前往位於阿爾普海姆中心的「世界樹」。但是，決定離開斯伊魯班，展開旅行的莉法先前的組隊同伴－西格魯特阻擋在前。西格魯特不停的貶低桐人，痛恨被束縛的莉法盛怒之下便宣稱要和桐人組隊。一方面，被囚禁在世界樹頂端的亞斯娜，無法得知桐人的生死與否，拼命忍耐著自己的不安與恐懼…

以世界樹為目標的桐人等人進入了巨大洞窟「魯古魯迴廊」時，莉法收到一封從友人 － 雷根寄來的留言。留言內容急促地警告莉法將有事發生，在此同時，火精靈的部隊也開始接近桐人等人。被敵人追趕，不得不與之戰鬥的桐人請求莉法幫忙恢復 HP，單身影支深入敵陣。但是，敵人以萬全姿態準備好對付桐人的策略，魔法攻擊與防備完善的前鋒阻擋著桐人…

終於抵達世界樹根部最大的都市「央都 阿魯恩」地桐人等人。但是，由於系統定期維護的關係，桐人和莉法決定隔天再繼續上線攻略。一方面，現實世界中，和人的妹妹 － 直葉正煩惱著自己對哥哥淡淡的思念。為了正視自己的心情，直葉決定請求哥哥帶她一起去見病房中的明日奈。

結衣感覺到亞絲娜的 ID 資料，告知桐人亞絲娜的位置就在世界樹的正上方時，桐人頭也不回的打算展翅飛上頂端，卻因為系統設立的障壁阻礙，使他連最下方的樹枝都無法到達。此外，亞絲娜發現桐人等人的存在，她懷抱希望地將某個道具空投而下。決定奪回亞絲娜的桐人也決定挑戰往世界樹頂端唯一的道路 － 難攻不落的最終任務。

發現莉法真實身分為直葉的和人大為震驚，同時也知道直葉不為人知的思念，了解自己無意識的行為深深傷害了妹妹後不知所措。即使如此，和人依然告訴直葉自己將會在「央都 阿魯恩」等著她，並再度登入 ALO。直葉和和人都對於自己傷害了對方而愧疚不已，直葉雖然再次登入 ALO，卻失去和桐人見面的勇氣…

藉由風精靈和貓妖的協助，桐人終於突破了最終任務。桐人和結衣一同抵達世界樹的頂端，終於與亞絲娜再次相會。桐人雖然想馬上和亞絲娜回到現實世界，結衣卻發現亞絲娜被複雜的密碼拘束著，登出需要藉由系統控制台才能成功。為時已晚，須鄉，也就是奧伯龍的魔手已開始襲擊桐人等人…

和奧伯龍分出勝負之後，桐人發誓將在現實世界與亞絲娜再會，並登出了 ALO。一回到現實世界便馬上趕去明日奈的醫院的和人，卻撞見了在醫院門口等著他的須鄉。因為憎恨與劇痛而面目歪斜的須鄉為了復仇，將刀握在手中襲擊桐人。第一次在現實世界面臨死亡危機的和人，無能為力的縮起身體…