A história do filme começa quando Arata toca inadvertidamente "Hermes Apocrypha", Grimoire de Lilith. De repente, ele é envolto por uma luz branca brilhante, e uma menina aparece diante dele. Ela se chama Lilim e trata Arata e Lilith como seus pais. Ao mesmo tempo ela aparece, algo muda no mundo. A Proibida Biblioteca Eterna desperta. Na Biblioteca é selado o culminar final da Alquimia, o Senhor Branco Demônio. O Lorde do Demônio Branco trama para eliminar Arata e a Trindade Sete para usurpar a posição de Demônio Senhor. Bristling com poder incalculável, o White Demon Lord ataca Arata, e desencadeia uma crise desesperada onde Arata e Trinity Seven devem salvar o mundo nesta última batalha.

Em 2026, 4 anos após o infame incidente de Sword Art Online, uma nova forma de tecnologia emergiu: o Augma, um dispositivo que utiliza um sistema de Realidade Aumentada. Diferente da Realidade Virtual do NerveGear e do Amusphere, é perfeitamente seguro e permite aos jogadores à usarem enquanto estão conscientes, gerando um grande hit no mercado. A aplicação mais popular do Augma é o jogo Ordinal Scale, que emerge os jogadores em um RPG de fantasia com rankings e recompensas. Seguindo a nova mania, os amigos de Kirito mergulham no jogo e, apesar de seus receios sobre o sistema, Kirito eventualmente se junta à eles. Enquanto parece ser algo apenas para diversão e jogos à princípio, eles logo descobrem que o jogo não é tudo o que parece...

In the year 2022, thousands of people get trapped in a new virtual MMORPG and the lone wolf player, Kirito, works to escape.