Unggul secara sosial dan akademis, Asuna Yuuki berada di jalur yang tepat untuk ujian masuk SMA-nya. Teman sekaligus teman sekelasnya, Misumi "Mito" Tozawa, menasihatinya untuk beristirahat sejenak dari belajar dan bergabung dengannya pada hari peluncuran Sword Art Online (SAO)—game multipemain realitas virtual online yang sangat dinantikan. Asuna menerima tawarannya dan segera bertemu dengannya di dalam game.
Dalam takdir yang kejam, Asuna, Mito, dan setiap pemain lain yang masuk ke SAO menemukan diri mereka terjebak dalam permainan secara permanen. Satu-satunya jalan keluar adalah menyelesaikan seratus lantai game, dan yang lebih buruk lagi, mati di dalam game akan membunuh pemain di kehidupan nyata. Dengan SAO sekarang berubah menjadi jebakan maut mimpi buruk, Asuna dan pemain lain—seperti pendekar tunggal Kazuto "Kirito" Kirigaya—harus beradaptasi dan bertahan, sambil berusaha untuk mengalahkan persaingan yang tak kenal ampun ke puncak.
