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 de milagros y amor” gira en torno a Mitsuha y Taki. Mitsuha es una estudiante de secundaria que vive en un pueblo rural situado en las montañas. Su padre es el alcalde y no pasa mucho por casa, ella vive con su hermana pequeña estudiante de primaria y su abuela. Mitsuha tiene una personalidad honesta, pero a ella no le gustan las costumbres del santuario sintoísta de su familia, ni ella ni su padre participan en una campaña electoral. Ella se lamenta de que vive confinada en un pueblo rural y anhela el maravilloso estilo de vida de Tokio. Taki es un estudiante de secundaria que vive en el centro de Tokio. Él pasa su tiempo junto a sus amigos, trabajando a tiempo parcial en un restaurante italiano y está interesado en la arquitectura y las bellas artes. Un día, Mitsuha tiene un sueño en el que ella tiene el cuerpo de un hombre joven. Taki también tiene un sueño parecido y en el que él es una estudiante de secundaria en un pueblo en las montañas en él que nunca ha estado. ¿Cuál es el secreto de sus sueños?

Este filme es parte de una gran campaña publicitaria llamada “Project Zero”, que también incluirá próximamente una experiencia de realidad virtual, una novela ligera el 26 de diciembre escrita por Takaaki Kaima e ilustrada por Mai.E, una figura de un personaje para este verano, un álbum con la banda sonora para el 24 de diciembre, y un libro de arte.

Un espacio flotando sin gravedad donde un infinito número de luces de diferentes colores brillan: la “Caja de la Sabiduría”. Dentro de esta caja hay múltiples mundos, múltiples líneas temporales, y solía haber muchos tipos de personas. Aquí es donde Dual y Dorothy estaban luchando contra unos enemigos llamados “Virus”. Los mundos afectados por estos virus tienen que desaparecer. Esta es la misión, el trabajo de las chicas. Sin embargo, un día, Dual y Dorothy sienten la presencia de un nuevo Virus. Llegando a su localización, ven a una chica siendo atacada por ellos. Después de salvarla, el dúo espera a que se despierte para preguntarle quién es, de dónde viene y a dónde va. Finalmente, cuando la chica abre sus ojos, les dice su nombre, Rimo, y susurra una única frase “Debo volver a la parcela de las flores…”

Jun es una chica que se ha quedado sin habla. Hace tiempo fue una chica muy feliz, pero debido a cierta cosa que dijo cuando era muy joven, su familia quedó destrozada. Un día, apareció una hada que le quitó la habilidad para hablar para que no hiciese daño a nadie más. Desde esa traumática experiencia, Jun vive en las sombras, alejada de los centros de atención. Pero un día, es nominada a convertirse en miembro ejecutivo del consejo de la comunidad. Y además de esto, Jun también es la elegida para interpretar a la protagonista de su musical...

Takao, quien está entrenando para convertirse en un zapatero, se salta la escuela para dibujar zapatos en un jardín de estilo japonés, un día se encuentra con una misteriosa mujer, Yukino, que es mayor que él. Los dos se comienzan a ver una y otra vez, pero sólo en días de lluvia. Con el tiempo ellos empiezan a profundizar su relación y a abrirse el uno al otro. Pero el final de la temporada de lluvias está muy cerca...

Asuna perdió a su padre y vive una vida solitaria escuchado la música misteriosa que proviene de la radio de cristal de su padre. Un día ella se va en un viaje para ver otra vez a un muchacho. A través de esa aventura, ella experimenta una partida y encuentra la crueldad y la belleza del mundo.

Ryougi Shiki, un adolescente que tras despertar de un coma de dos años, producto de un accidente de tránsito, descubre que posee el increíble don de ver la muerte en todo ser vivo debido a los chokushi no magan, unos ojos capaces de percibir la muerte de todas las cosas. Pero siente haber perdido algo a cambio de ese poder. Todo niño nacido en la familia Ryougi (ya que por lo general nacen siempre varones) son entrenados en diversas disciplinas para que logren dividir su personalidad y así formar una clan de seres humanos superiores. Así, todo miembro de la familia posee una personalidad masculina y otra femenina, las cuales utilizan según la ocasión que se les presenta. Luego de despertar, Shiki siente que su personalidad masculina ha muerto en él, lo que le lleva a sustituir la muerte espiritual de esa personalidad por el tono masculino que poseerá en toda la historia. Un mundo tenebroso, donde el cuchillo de Shiki atraerá los reflejos de muchos misterios...

"Byousoku 5 Centimeter" es una película dividida en tres partes en las que se narra la historia de dos personas, Tohno Tataki y Shinohara Akari, dos grandes amigos que fueron distanciándose más y más, hasta que con el tiempo todo contacto entre ellos se redujo a los emails que se mandaban. El intercambio de e-mails no obstante cesó a medida que fueron pasando los años, abriéndose así aún más la brecha entre ellos. Pese a todo, Takaki aún recuerda los momentos que vivieron juntos y, mientras sigue con su vida y se fija en las cosas y la gente que le rodea, se pregunta si volverá a ver a Akari algún día.