Kirigaya Kazuto, un appassionato di MMORPG noto in game col nickname "Kirito", è fra i 10.000 (s)fortunati giocatori a partecipare ad un VRMMORPG noto come "Sword Art Online", un peculiare gioco online che permette, attraverso l'uso di una futuristica tecnologia chiamata "Full Dive", di controllare il proprio avatar direttamente coi soli segnali inviati dal cervello umano.
Questa illusoria meraviglia, tuttavia, nasconde una mortale trappola senza precedenti: i 10.000 giocatori entrati su SAO durante il giorno del lancio potranno effettuare il logout solo a gioco ultimato; come se questo non bastasse, il caschetto VR necessario per compiere il Full Dive ha il compito di fondere il cervello a chiunque muoia all'interno del MMORPG.
Ai diecimila giocatori intrappolati nel MMO non resta altro da fare che rimboccarsi le maniche e farsi strada attraverso i cento piani del castello fluttuante di Aincrad.