Takuya Arima es un joven estudiante cuyo padre, un historiador que ha realizado varias investigaciones, desapareció recientemente. Durante las vacaciones de verano, Takuya recibe un paquete peculiar de su padre desaparecido, junto con una carta que contiene información sobre la existencia de varios mundos paralelos. Al principio, Takuya no lo toma en serio, pero pronto se da cuenta de que posee un dispositivo que le permite viajar a dimensiones alternativas. ¿Está vivo su padre, después de todo? Si es así, ¿dónde está?

Iwatani Naofumi es el típico otaku, al menos hasta que un día encuentra en la biblioteca un libro que lo transporta a otro mundo. Allí se convertirá en el Héroe del Escudo, uno de los Cuatro Héroes Cardinales, y tendrá que luchar contra las Olas de la Catástrofe junto a los héroes de la espada, la lanza y el arco. Emocionado ante la perspectiva de vivir una gran aventura, Naofumi parte de viaje con su grupo. No obstante, al cabo de unos pocos días lo traicionan y pierde su dinero, su dignidad y el respeto de los que le rodean.

"¿Dónde estoy...?". Sin recordar cómo, Kirito se ha sumergido en un nuevo mundo virtual de fantasía. Con apenas unos pequeños retazos de recuerdos sobre lo que ocurrió antes de entrar al juego, comienza a vagar por él buscando alguna pista. Finalmente llega a un enorme y oscuro árbol, el Cedro Gigas, donde conoce a un joven. "Me llamo Eugeo. Es un placer conocerte, Kirito". Aunque es supuestamente un habitante de ese mundo virtual, un mero NPC, el joven parece mostrar el mismo abanico de emociones que cualquier ser humano. Kirito forja amistad con Eugeo y continúa buscando la forma de salir de este mundo virtual. Es entonces cuando recuerda algo que ocultaba en su interior. Recuerda haber corrido por las montañas con Eugeo cuando solo era un niño... Un recuerdo imposible que no debería tener, y en ese recuerdo ve también a una niña de cabellos rubios: Alice. Ese es un nombre que nunca deberá olvidar...

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.

Un joven sin mucha autoestima llamado Haruyuki recibe de Kuroyukihime, una hermosa senpai, una aplicación para su NeuroLink llamada Brain Burst, que le permite, al ejecutarla, "acelerar"; sus procesos de pensamiento. Sin embargo, el Brain Burst es además un juego de peleas multiplayer, donde otros poseedores del programa luchan entre sí para obtener Burst Points, necesarios para poder acelerar.

Phantom Bullet transcurre un año después de completarse SAO, cuando Kirito recibe una llamada del investigador Seijirou Kikuoka para hablar de un extraño caso relacionado con el juego Gun Gale Online. Un misterioso jugador llamado Death Gun es capaz de matar a personajes en el juego y, a su vez, matar a quienes los controlan en el mundo real. Kirito entrará en el juego para investigar cómo es eso posible y allí conocerá a Sinon, que será su guía en este nuevo mundo.

Guerreros llamados "Caballeros" son los campeones de la esperanza que han existido desde la era mitológica cuando el mal amenaza el mundo. En esta historia del presente, muchos años después de la llamada "Guerra Santa", encontramos a Saori Kido, una niña preocupada por sus misteriosos poderes. Ella es salvada por el joven Seiya, un "Caballero de Bronce" de un ataque repentino por un asesino, a través del accidente Saori se da cuenta de su destino y decide ir al "Santuario" con Seiya y el resto de Caballeros de Bronce. En el Santuario se enfrentan a "Pope" y emprenden una batalla desesperada con los más grandes Caballeros, los "Caballeros de Oro"

Escapar es imposible hasta terminar el juego; un game over significaría una verdadera "muerte". Sin saber la "verdad" de la siguiente generación del Multijugador Masivo Online, 'Sword Art Online(SAO)', con 10 mil usuarios unidos juntos abriendo las cortinas para esta cruel batalla a muerte. Participando solo en SAO, el protagonista Kirito ha aceptado inmediatamente la "verdad" de este MMO. <br/><br/> Y, en el mundo del juego, un gigante castillo flotante llamado 'Aincrad', Kirito se distinguió a si mismo como un jugador solitario. Apuntando a terminar el juego al alcanzar la planta mas alta el solo continua avanzando arriesgadamente hasta que recibe una invitación a la fuerza de una guerrera y esgrimista experta, Asuna, con la cual tendra que hacer equipo.

Es el otoño del 2046, Haruyuki es un estudiante de secundaria que es acosado por sus compañeros. Un día, un encuentro con Kuroyukihime, la chica más guapa de toda la escuela, le cambia la vida. A través de un programa que la chica le da a Haruyuki, este descubre la existencia del mundo virtual "Accel World". Ahora el último mono de la escuela será el "Burst Linker", un caballero que habrá de defender a una princesa.