La película tiene lugar tras los hechos acontecidos en la segunda temporada animada. Kirito, Asuna y sus amigos empiezan a jugar a un nuevo juego conocido como OS (Ordinal Scale) que, a diferencia de los juegos anteriores, utiliza un sistema de realidad aumentada llamado Augma. En este juego, los jugadores se clasifican de acuerdo a sus rangos por lo que los jugadores con rangos inferiores tienen grandes desventajas. Sin embargo, Kirito y sus amigos descubren que algo va mal cuando se encuentran con monstruos de Aincrad.
La historia nos sitúa nuevamente en la Era Sengoku, donde varios grandes señores militares aspiran a conseguir el shogunato de Japón. En el juego, el "Dios de las Cartas de Guerra" ha sido sellado en seis tesoros escondidos, y aquellos que los buscan se ven inmersos en combates y más combates.
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