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。

为了想看鲸鱼的结衣，桐人等人一起挑战 ALO 世界的水中任务，但却发现莉法不会游泳的惊愕事实，于是亚丝娜、西莉卡、莉兹贝特等人决定在现实世界的室内游泳池为她做特训…...，而桐人要与某人见面。

在京都居住的内向男高中生直实（北村匠海 配音）的面前，突然出现从10年后穿越而来26岁的自己（松坂桃李 配音）。未来的直实告诉他，自己不久便会与琉璃（滨边美波 配音）相爱，可是之后烟花大会时她却会因为一场事故意外离世。

在京都居住的内向男高中生直实（北村匠海 配音）的面前，突然出现从10年后穿越而来26岁的自己（松坂桃李 配音）。未来的直实告诉他，自己不久便会与琉璃（滨边美波 配音）相爱，可是之后烟花大会时她却会因为一场事故意外离世。

宿海仁太（入野自由 配音）、本间芽衣子（茅野爱衣 配音）、安城鸣子（户松遥 配音） 久川铁道（近藤孝行 配音）、松雪集（樱井孝宏 配音）、鹤见知利子（早见沙织 配音）6个人曾是童年最要好的玩伴，他们彼此亲密无间，以各自的绰号相称。6个小家伙甚至建立了一个秘密基地，并给他们这个小团体命名为“超平和Busters”。然而，一场意外让孩子们的心中互生芥蒂，随着年龄的增长，他们渐行渐远，走上不同的人生旅途，彼此失掉了联系。某天，“面码”芽衣子突然出现在仁太的面前，仁太惊讶的发现芽衣子的容貌和性格几乎从未被时光所改变。在芽衣子的号召下，失落的好友们重新走到了一起……

供职于西德艾斯勒纪念医院的日本人天马贤三被人称作“天才医生”，他的外科技术精湛，为人谦和，受到同事的羡慕和医患的敬仰。事业上，天马前途一片光明，为院长所看好；爱情上，院长的女儿爱娃与之相恋，如胶似漆。然而看似一切美好的天马却渐渐感到良心上的不安，他亲眼目睹院方为抢救重要人物而置病危的普通人于不顾，死者家属的指责和哭泣让天马备受煎熬。当这种两难抉择再一次到来之时，天马毅然选择抢救一个头部中枪的男孩。他牺牲了自己的事业和爱情，却换来一个可怕怪物的复活。在接下来的岁月里，天马和怪物约翰展开了斗智斗勇的游戏，一段尘封的历史慢慢被揭开……