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.

La historia nos traslada a un mundo en el que la humanidad estuvo a punto de ser exterminada cientos de años atrás por los gigantes. Los gigantes son enormes, parecen no ser inteligentes y devoran seres humanos. Lo peor es que parece que lo hacen por placer y no por alimentarse. Una pequeña parte de la humanidad ha conseguido sobrevivir protegiéndose en una ciudad con unos altísimos muros, más altos que el mayor de los gigantes. La ciudad vive su vida tranquila, y hace más de 100 años que ningún gigante aparece por allí. Eren y su hermana adoptiva Mikasa son todavía unos adolescentes cuando ven algo horroroso: un gigante mucho mayor que todos los que la humanidad había conocido hasta el momento está destruyendo los muros de la ciudad. No pasa mucho tiempo hasta que los gigantes entran por el hueco abierto en el muro y comienzan a devorar a la gente.