อาสึนะ ยูกิ ซึ่งมีพรสวรรค์ทั้งในด้านสังคมและวิชาการ กำลังศึกษาเพื่อสอบเข้าโรงเรียนมัธยมปลาย มิซูมิ "มิโตะ" โทซาวะ หนึ่งในเพื่อนร่วมชั้นและเพื่อนของเธอ แนะนำให้อาสึนะใช้เวลาพักจากการเรียนเพื่อมาร่วมงานกับเธอในเกม Sword Art Online (SAO) ซึ่งเป็นเกมออนไลน์ที่มีผู้เล่นหลายคนที่น่าตื่นเต้นซึ่งอาสึนะตั้งตารออย่างใจจดใจจ่อ ในที่สุดอาสึนะก็ตัดสินใจยอมรับคำเชิญของมิโตะและตกลงที่จะพบเธอในเกมหลังจากนั้นไม่นาน

เหตุการณ์พลิกผันที่น่าขันคืออาสึนะ มิโตะ และผู้เล่นคนอื่นๆ ทั้งหมดที่เข้ามาใน SAO ติดอยู่ในเกมตลอดไป วิธีเดียวที่จะหลบหนีฝันร้ายนี้ได้คือการเคลียร์พื้นทั้งหมด 100 ชั้นให้สำเร็จ งานนี้ยิ่งเสี่ยงมากขึ้นไปอีกจากการที่การตายในเกมหมายถึงการตายในโลกแห่งความเป็นจริง อาสึนะและเกมเมอร์คนอื่นๆ รวมถึงนักดาบผู้โดดเดี่ยว คาซึโตะ "คิริโตะ" คิริกายะ ต้องปรับตัวและหาทางเอาชีวิตรอด พวกเขายังต้องนำทางการแข่งขันอันโหดเหี้ยมเพื่อที่จะก้าวขึ้นสู่จุดสูงสุดของเกม