Khi một trò chơi mới tên là Gun Gale Online có biểu hiện gây nguy hiểm chết người ngoài đời thật, chính phủ yêu cầu Kazuto tham gia trò chơi và điều tra các vụ việc.

Shino, người điều khiển Sinon, nhớ lại vụ liên quan đến súng trước đây khiến cô sang chấn tâm lý. Trong khi đó, Kirito cho Asuna biết kế hoạch tham gia Gun Gale Online.

Khi đã vào Gun Gale Online, Kirito lên kế hoạch buộc Súng Tử Thần xuất hiện bằng cách tham gia Bullet of Bullets, một giải đấu nhằm tìm ra tay súng cừ khôi nhất trò chơi.

Nhận ra họ có thể phải đấu với nhau trong Bullet of Bullets, Sinon và Kirito thề nếu gặp nhau thì phải tung hết sức.

Kirito nhớ lại biến cố khiến cậu tổn thương trong Đao Kiếm Thần Vực. Cậu đấu với Sinon nhưng khăng khăng không hạ gục cô dù cậu có kỹ năng vượt trội.

Suguha chất vấn Kazuto về các hoạt động của cậu trong thế giới ảo khi cậu dằn vặt vì đã giết người trong sự vụ Đao Kiếm Thần Vực.

Tin rằng Súng Tử Thần sẽ xuất hiện trong giải đấu Bullet of Bullets, Kirito và Sinon lên kế hoạch phục kích trong khi những người khác chiến đấu quyết liệt xung quanh.

Súng Tử Thần xuất hiện, còn Kirito và Sinon quyết định hợp lực hạ hắn trước khi có thêm người chết.

Sau khi Kirito cứu Sinon khỏi viên đạn của Súng Tử Thần vào khoảnh khắc cuối cùng, cả hai chạy trốn trên ngựa máy và ẩn náu ở một hang động để củng cố lại đội hình.

Thoát khỏi cái bẫy của Súng Tử Thần, Kirito và Sinon đặt ra giả thuyết về cách hắn giết người ngoài đời thực trong khi giết hiện thân ảo của họ trong Gun Gale Online.

Khi giải đấu Bullet of Bullets bước vào giai đoạn gay cấn nhất, Kirito và Sinon nhắm đến Súng Tử Thần nhưng một thí sinh khác làm hỏng kế hoạch.

Súng Tử Thần áp đảo Kirito và đẩy cậu vào vòng nguy hiểm. Sinon chứng kiến và ráo riết tìm cách cứu cậu.

Kyuoji tấn công Sinon, hi vọng giết cô rồi tự sát. Kazuto cứu được cô nhưng cùng lúc đó cậu lại tự đẩy mình vào mối nguy lớn.

Khi có tin đồn thanh kiếm huyền thoại Excalibur đang nằm ở mê cung băng giá trong Alfheim Online, Kirito, Sinon và bạn bè lên đường để tìm được thanh kiếm ấy đầu tiên.

Kirito và nhóm chạm trán người khổng lồ trong hành trình tìm thanh kiếm Excalibur và biết được rằng nếu không hoàn thành nhiệm vụ, thế giới trong trò chơi sẽ bị hủy diệt.

Cuộc chiến đấu chống lại gã khổng lồ băng canh giữ thanh kiếm Excalibur hóa ra quá sức với nhóm bạn. Freyja nói cho Kirito biết cách đánh bại hắn.

Tầng 21-30 được mở ra, Asuna, Kirito và Yui hi vọng sống cùng với nhau trên Tầng 22... nếu họ có thể vượt qua boss ở Tầng 21.

Sau khi cãi nhau với mẹ về tương lai của cô trong thế giới thực, Asuna đương đầu với một người thách đấu tài giỏi.

Asuna đồng ý giúp hội Kỵ Sĩ Ngủ Say đánh bại boss cực mạnh của tầng nhưng một hội đối thủ đã phá hoại nhiệm vụ của họ.

Trong khi Kirito chiến đấu với hội đối thủ, hội Kỵ Sĩ Ngủ Say đấu với boss của tầng. Asuna đưa ra yêu cầu nhưng không ngờ lại bị từ chối.

Quay trở lại thế giới thực, Kazuto giúp Asuna tìm Yuuki. Yuuki hé lộ câu chuyện bi thảm của mình và yêu cầu Asuna gặp lại cô trong Alfheim Online.

Sau khi giúp Yuuki hiện thực hóa ước mơ đến trường, Asuna bắt đầu hàn gắn mối quan hệ rạn nứt với mẹ.

Tình trạng của Yuuki trong thế giới thực đang xấu đi, Asuna phát hiện ra mối liên hệ bất ngờ với vụ việc trong Đao Kiếm Thần Vực.