2022年、次世代ゲーム《ナーヴギア》が開発され、仮想空間へのフルダイブが実現した。 《ナーヴギア》初の本格的なVRMMORPG ※「ソードアート・オンライン（SAO）」は世界の注目を浴び、 「SAO」正式サービス開始日、プレイヤーのひとりであるキリトは仮想世界を満喫する。 だが「SAO」の開発者・茅場明彦は、全てのプレイヤーたちにこう宣言する。 このゲームはクリアするまで脱出不能、 そしてゲームオーバーは現実での死を意味する、と。 ※ VRMMORPG＝仮想大規模オンラインロールプレイングゲーム
デスゲームが開始されてから一ヶ月が過ぎ──2022年12月。 すでに二千人ものプレイヤーが命を落としていた。 βテストでの経験を活かし、キリトは単独で迷宮に挑むが、 命懸けの戦いに苦戦を余儀なくされていた。 百層に及ぶ《アインクラッド》の第一層すら突破できぬ中、 第一層のボス部屋を発見したという男・ディアベルが、 プレイヤーたちに呼びかけてボス攻略会議を開催。 会議に参加したキリトは、あるソロプレイヤーとパーティーを組む。
モンスターに襲われていたギルド≪月夜の黒猫団≫を救ったキリト。 現実世界でも友人同士だという黒猫団の暖かな雰囲気にひかれ、キリトは自身が《ビーター》であることを伏せたまま団の一員になった。 キリトの助けを受け、弱小ギルドの黒猫団は急成長し、最前線で戦う《攻略組》に追いつこうとする。 ところがある晩、団の紅一点・サチが不意に姿を消した。 いち早くサチを見つけ出したキリトは、彼女が“死”に怯えていると知り……。
パーティメンバーと喧嘩別れしたビーストテイマーの少女・シリカは、森で道に迷ったあげくモンスターに遭遇する。 偶然、通りがかったキリトに一命を救われたシリカだが、使い魔のピナを失ってしまった。 大切な仲間を失い、涙ぐむシリカに、キリトは使い魔を蘇生させる方法を教え、さらに無償で協力を申し出る。 なぜそこまでして自分を助けてくれるのかと戸惑い気味に尋ねるシリカ。対するキリトの答えは意外なもので──。
2024年4月。アスナは《SAO》屈指のギルド≪血盟騎士団≫の副団長として最前線に立ち、攻略は第五十九層まで進んでいた。 そんな折、モンスターが侵入できない町の中《圏内》でカインズという名の男性プレイヤーが死亡した。 目撃者の悲鳴に駆けつけたキリトとアスナが現場を調べたところ、デュエルによる《ＰＫ(プレイヤーキル)》は不可能な状況だった。 未知の《ＰＫ》技があるのではと危惧したアスナは、キリトとともに事件の調査に乗り出す。
キリトとアスナは、システム的に不可能な殺人事件“圏内事件”の究明に取り組むものの、自分たちの目の前で新たな被害者を出してしまう。 カインズら被害者の共通点は、すでに解散したギルド《黄金林檎》のメンバーであること。元《黄金林檎》のメンバー・シュミットは、今は亡きリーダーのグリセルダが幽霊となってかつての仲間たちに復讐しているのだという。 この電脳世界で幽霊という不確かなものが存在するのか──。
鍛冶屋のリズベットが構える武具店に、予算は気にしないで最高の剣を作ってほしいという客がやってきた。 見本までにとその客──キリトが差し出したのはレアな魔剣。 腕に自信があるリズベットは、試しに自身が制作した最高の剣を差し出すが、耐久力を試したいというキリトに折られてしまう。 さらに、キリトの何気ない一言に激怒したリズは、思わずレアな金属さえあれば、キリトが満足する剣を鍛えてみせると言い返してしまう。
2024年10月。最前線の第七十四層で攻略を終えた帰り道、キリトはＳ級のレア食材≪ラグー・ラビットの肉≫を手に入れた。 だが、料理スキルを上げていないキリトでは宝の持ち腐れ。 仕方なくエギルに売ろうしたところ、彼の店でアスナに出会う。 料理スキルをコンプリートしたというアスナに、キリトはレア食材を調理してほしいと頼み込む。 食材の半分と引き換えに承諾したアスナは、調理器具がいるからとキリトを自分の部屋に招く。
スナとパーティーを組んだキリトは、第74層の迷宮を突破してボス部屋を発見する。 ２人は攻略情報を得ようとするものの、手強そうなボスの姿を目にするや即座に撤退。 引き返した≪安全エリア≫で、≪SAO≫随一の巨大ギルド≪軍≫の一隊と遭遇する。 隊を率いる男・コーバッツの要求に応じ、キリトは気前よくボス部屋までの情報を提供。 同時に、安易にボスへ挑まないよう忠告するが、コーバッツはキリトの言葉に耳を貸さず……。
しばらくの間、血盟騎士団から距離を置きたいというアスナ。 キリトはアスナの自由を賭け、アインクラッド最強の男と名高い血盟騎士団団長・ヒースクリフとデュエルで決着をつけることに。 団長の強さを知るアスナはキリトの身を案じるが、簡単に負ける気はないと、キリトは笑ってみせる。 そして大観衆の中、ユニークスキル≪神聖剣≫の使い手・ヒースクリフと≪二刀流≫使い・キリトの一騎打ちが幕を開ける。
クラディールが起こした事件をきっかけに、絆を深めたキリトとアスナは≪結婚≫した。 アスナは血盟騎士団を一時退団し、キリトとともに第二十二層の湖畔沿いにあるログハウスで暮らしはじめる。 戦いとは縁のない地で、穏やかな時間を過ごすキリトとアスナ。 そんなある日、幽霊を見たという噂が出ている森へ出かけた２人は、薄暗い森をさまよう少女と遭遇。 目の前で倒れた少女を保護するが、彼女の記憶は失われていた。
ユイの保護者を捜しに≪はじまりの街≫へ向かったキリトとアスナは、≪軍≫の管理者・シンカーが迷宮に置き去りにされたと聞き、彼の救出を引き受ける。 依頼者のユリエールと強引についてきたユイとともに、第一層の地下ダンジョンに潜るキリトとアスナ。 一行は≪安全エリア≫に避難していたシンカーを発見するが、そこには思わぬ敵が待ち構えていた。 適わないと悟ったキリトは、アスナやユイたちだけでも逃がそうとするが……。
湖畔で釣りをしていたキリトは、年配のプレイヤー・ニシダに声をかけられる。 釣りが趣味だというニシダと意気投合したキリトは、彼に協力して湖に生息するというヌシ釣りに挑むことに。 常に最前線で戦いに明け暮れていたキリトとアスナは、ニシダたちとの出会いを通じ、日々を懸命に生きる普通の人々の存在を実感する。 トッププレイヤーである自分たちの責任を痛感する２人のもとに、一通のメッセージが届き……。
2024年11月。第七十五層のボス≪スカル・リーパー≫攻略戦は想像を絶するものとなった。 転移結晶が無効化された空間で、次々と命を散らしていく歴戦のプレイヤーたち。 辛うじて≪スカル・リーパー≫を撃破したものの、多大な犠牲を支払った≪攻略組≫の面々の表情は暗い。 この先の攻略の厳しさを予感し、打ちひしがれる彼らをヒースクリフは静かに見守る。
ヒースクリフとの死闘のすえ、キリトこと、桐ヶ谷和人は現実世界へ帰還した。 同時にデスゲームを生き残った者たちも生還するものの、アスナをはじめ300人のプレイヤーたちは意識を取り戻さず、眠りつづけている。 それから２か月後、アスナ──結城明日奈に会いに病院へ赴いた和人は、同じく見舞いにやってきた明日奈の父・彰三と彼の部下・須郷伸之と遭遇。 須郷が昏睡状態の明日奈と１週間後に結婚すると知り──。
エギルの店に呼び出された和人は、エギルが差し出したVRMMORPG「アルヴヘイム・オンライン(ALO)」のキャプチャ画像に目を奪われる。 その画像にはアスナと思しき女性が映っていたのだ。さらに《ALO》の開発会社は須郷が所属するレクトだと知り、和人はアスナがゲームの中に囚われていると確信。 早速、キリトの名で《ALO》にログインしたところ、新しく作成したキャラクターはなぜか《SAO》のデータを引き継いでいた。
シルフのプレイヤー・リーファは、プレイヤー狩りをするサラマンダーたちに襲われていたところを、突如現れたスプリガンのキリトに助けられる。ユイという名のプライベートピクシーを連れたキリトは、かなりの腕前ながら《アルヴヘイム・オンライン（ALO）》のことは何も知らないとらしい。リーファはいぶかしみつつも、助けてもらった礼としてキリトに《ALO》の世界《アルヴヘイム》についてレクチャーし、彼をシルフ族の首都・スイルベーンへ案内する。
リーファは、《アルヴヘイム》の中央にそびえたつ《世界樹》までキリトを案内することに。ところが、スイルベーンを旅立とうとする一行の前にリーファのパーティーメンバー・シグルドが立ちはだかる。キリトを貶め、自分を束縛しようとするシグルドに嫌気がさしたリーファは、キリトが自分の新しいパートナーだと宣言する。一方、《世界樹》の頂上に囚われたアスナは、キリトの生死もわからぬまま不安と恐怖に耐えていたが……。
《世界樹》をめざしてキリトたちが巨大な洞窟《ルグルー回廊》を進む中、リーファのもとに友人のレコンから１通のメッセージが届く。 その内容は警戒を促すものであったが、時すでに遅くサラマンダーの部隊が接近。追い詰められ、戦うしかない状況に陥ったキリトは、 リーファを回復役にして自分は単身敵陣に斬り込む。 だが、敵はキリトへの対策を練っており、固い前衛に足止めされたキリトにメイジ集団の魔法が降り注ぐ。
グランド・クエスト攻略のため、シルフとケットシーは極秘の領主会談を開催するが、内通者の手引きによってサラマンダーの大軍に襲撃されてしまう。絶望的な危機の中、駆けつけたキリトはみずからスプリガン＝ウンディーネ同盟の大使だと名のり、サラマンダーに手を引かせようとする。そんなキリトの盛大なはったりに対し、サラマンダーの指揮官・ユージーンはある条件と引き替えにキリトの言葉を信じると言い出した。
ついにキリトたちは《世界樹》のふもとにある《アルヴヘイム》最大の都市《央都アルン》にたどり着いた。だが、間もなく定期メンテナンスでサーバーがクローズされるため、キリトとリーファは翌日の再会を約束していったんログアウトする。一方、現実世界では、和人の妹・直葉が兄への淡い想いにひとり悩んでいた。自分の気持ちの正体を確かめようと思い立った直葉は、和人に頼んで明日奈の見舞いに同行することに。
ユイがアスナのプレイヤーＩＤを感知した。《世界樹》の上部にアスナがいるというユイの言葉に、キリトはいてもたってもいられず翅を広げるが、システムによる障壁に阻まれて一番下の枝にすら届かない。しかし、アスナもまたキリトたちの存在を感じ取っていた。アスナは希望を込めてあるアイテムを空に投じる。改めてアスナ奪還への決意を新たにしたキリトは、《世界樹》の頂上へ至る唯一の道・難攻不落のグランド・クエストに挑む。
リーファの正体が直葉だと知った和人は驚愕。さらに直葉の秘めた想いを打ち明けられ、自分の何気ない行動が妹を深く傷つけていたことに気づき、愕然とする。それでも今一度、直葉と向かい合いたいと望んだ和人は《央都アルン》で待つと告げ、再び《ALO》にログインする。直葉も和人を傷つけたことを後悔し、《ALO》にログインするが、キリトに会う勇気が出てこない。すると、そこに思いがけない人物がやってきて……。
シルフとケットシーたちの協力のもと、キリトはグランド・クエストを突破した。キリトとユイは《ALO》全プレイヤーがめざす《世界樹》の頂上に到達し、ついにアスナと再会を果たす。キリトはすぐにでもアスナを現実世界に戻そうとするものの、ユイによると複雑なコードに拘束されたアスナをログアウトさせるには権限を有するシステム・コンソールが必要らしい。だが時すでに遅く、須郷こと、オベイロンの魔の手がキリトたちに襲いかかる。
オベイロンと決着をつけた後、キリトはアスナと現実世界での再会を固く誓いあい、《ALO》からログアウトした。現実世界に戻るやいなや、明日奈が入院している病院へと急ぎ向かう和人。ところが、病院の入り口で和人を待っていたのは憎悪と痛みに顔を歪ませた須郷だった。復讐に駆られるまま、ナイフを手にした須郷は和人に襲いかかる。現実世界で初めて直面する命の危機に、和人は為す術もなく体を丸め……。
《ＳＡＯ》クリアから約１年後。総務省《仮想課》の菊岡から呼び出された和人は、 日本で唯一プロゲーマーが存在する人気のＶＲゲーム《ガンゲイル・オンライン（GGO）》にまつわる、奇妙な事件について聞かされる。 《ＧＧＯ》の有力プレイヤー２名が、《死銃（デス・ガン）》を名乗るプレイヤーにゲーム内で銃撃された後、いずれも謎の死をとげたというのだが……。
大型狙撃銃《へカートⅡ》を武器とし、《GGO》随一のスナイパーとして活躍する少女シノン。所属するスコードロンの仲間と共に、他のスコードロンを襲撃した彼女は、第１目標の狙撃に見事成功。だが、第２目標として狙ったマント姿の巨漢に、銃弾をかわされてしまう。巨漢はマントの下に隠し持っていた重機関銃を取り出すと、圧倒的な火力で反撃し、シノンらは一転窮地に。仲間たちが弱気になる中、強敵との出会いを求めていたシノンは……。
シノンのプレイヤーは、女子高生の朝田詩乃だった。彼女は下校途中で不良少女たちに路地裏に連れ込まれる。詩乃は不良少女のリーダーである遠藤から金をよこせと迫られるが、毅然と拒否。すると遠藤は手を銃の形にして詩乃に突きつける。それを見た詩乃は突然蒼白になって震え出してしまう。詩乃は幼い頃のある事件が理由で、銃に対してトラウマを抱いていたのだ。その事件とは……？
菊岡の調査依頼を受け、《GGO》にログインするキリト。彼は《死銃（デス・ガン）》に自分を狙わせる方法として、《GGO》最強のガンナーを決める大会《バレット・オブ・バレッツ（BoB）》にエントリーしようとする。しかし初めてのゲーム世界で勝手がわからず、道に迷ってしまったキリトは、近くにいたシノンに声をかける。シノンは、親切心から案内役を引き受け、《GGO》の世界をレクチャー。武器の選び方や、《GGO》独自のシステムである弾道予測線のことなどを教える。
《BoB》にエントリーするため、端末に必要事項を入力しようとしたキリトは、入力フォームに現実世界の名前や住所を入力する欄があることに驚く。入力しないと上位入賞した際の賞品を受け取れないという記述を見てしばらく悩むが、結局、現実世界の項目には記入せずエントリーを終える。キリトが出場するのは予選トーナメントFブロック。シノンも同じFブロックで、勝ち抜けば決勝で当たる可能性がある。二人は決勝で当たったら全力で戦おうと誓い合うのだった。
予選第一回戦で勝利したキリトの戦いぶりを見て、「本物か？」と問いかけてきたボロマント姿の男。かつて、《SAO》に存在した殺人ギルド、《ラフィン・コフィン》のタトゥーをしたその男は、キリトに「いつか殺す」と言い残し、姿を消した。ボロマントの男との接触で、《SAO》での死闘を思い出したキリトは、そのトラウマに苦しめられる。そんな中、互いに予選を勝ち進んだキリトとシノンが、Fブロック決勝で対戦するが……。
ボロマントの男は《SAO》からの生還者で、殺し合いを繰り広げた相手かもしれない……。そんな思いにとらわれ苦悩を端々ににじませるキリトを、妹の直葉は心配する。一方、キリトへのいら立ちが収まらない詩乃は、恭二を相手にキリトの悪口をまくし立て、大会本戦で倒すことを誓う。だが、シノンのクールな戦いぶりに憧れめいた感情を抱く恭二は、いつになく熱くなっている詩乃を彼女らしくないと感じるのだった。
《BoB》本戦に《死銃》とボロマントの男が出場していると考えるキリトは、本戦開始までの時間を利用してシノンに情報交換を持ちかけ、参加者を探ろうとする。予選第一回戦の後、様子がおかしくなったキリトを見て何か訳アリだと察していたシノンは、事情を話すようキリトに迫り、彼が《SAO》からの生還者であることを知る。そのような中、いよいよ大会本戦の火蓋が切って落とされ、直径10kmの広大なフィールドを舞台にした、30名のプレイヤーによるバトルロイヤルが始まる。
ボロマントの男がペイルライダーを銃撃すると、まだHPが残っているにも関わらず、ベイルライダーは消滅してしまった。ボロマントの男は自らが《死銃》であると明かし、真の死をもたらすと宣言。ストリーム中継で《BoB》を観戦していたアスナ達は、《死銃》が《ラフィン・コフィン》の元幹部であることに気付き、衝撃を受ける。一方、キリトとシノンは、これ以上の被害が出る前に倒すべく、協力して《死銃》を追うのだが……。
背後から《死銃》の奇襲を受け、追い詰められたシノン。《死銃》が使っている拳銃“黒星・五四式”は、奇しくもシノンが射殺した強盗犯が使っていた銃と同じだった。事件の記憶がフラッシュバックし茫然自失となるシノンを、キリトを本気にさせる為に《死銃》が殺そうとする。だが、黒星の引き金を引き絞る寸前、間一髪でキリトが駆けつけてシノンを救出。戦意喪失状態のシノンを連れて逃走を図るキリトだが、《死銃》の追撃を受け窮地に陥る。
《死銃》から逃れたキリトとシノンは、砂漠地帯の洞窟に身を潜めていた。そこでキリトは、《死銃》がプレイヤーを殺害した方法を考察。《死銃》がキリトに反撃した際、黒星ではなくライフルに持ち替えたことから、現実世界のプレイヤーを殺害するにはなんらかの条件があると推理。さらに推理を進めたキリトは、ある恐るべき可能性に思い当たる。
《BoB》も終盤戦を迎え、生存プレイヤーはキリトとシノン、《死銃》、前大会優勝者の闇風に絞られた。《死銃》の共犯者が複数人いて、闇風もターゲットにされている可能性を否定できないことから、キリトは《死銃》よりも先に闇風を倒した後、さらに《死銃》も倒そうと決意。自分がオトリとなって飛び出し、シノンが狙撃を担当する作戦に出る。キリトの信頼に応えたシノンの射撃で作戦は狙い通り進み、キリトはついに《死銃》と対峙するが……。
《GGO》には存在しない《SAO》のスキル《スター・スプラッシュ》を模した《死銃》の剣技を受け、キリトは追い詰められる。銃撃のみならず、剣撃の腕前も高いレベルにあった《死銃》にキリトは追い詰められ、次第に体力を奪われてしまう。一方、《死銃》との狙撃戦でスコープを破壊され狙撃が出来なくなってしまったシノンは、キリトと《死銃》の戦いを見守るしかなかった。シノンは歯がみしながらも、今自分に出来ることがないか必死に考える。
誌乃を殺してから自分も死のうと、恭二が襲いかかる。だが、間一髪で和人が駆けつけて、恭二に飛びかかった。もみ合いとなる中、恭二が持っていた毒薬入りの注射器が和人に押しつけられるが、奇跡的な偶然により薬液は注入されず、和人は難を免れる。後日、和人と誌乃は菊岡に会いに行き、今回の事件に関する事実関係を聞くことに。菊岡は《死銃》の一人として逮捕された男から、キリト宛の伝言を預かっていた……。
《ＡＬＯ》で聖剣エクスキャリバーが発見されたというニュースが流れた。それは数か月前、キリトとリーファが地下世界・ヨツンヘイムでトンキーという邪神を助けたときに見つけたものだった。このニュースを知った２人は、他のプレイヤー達に先を越されないうちに、エクスキャリバーを手に入れようと決意。アスナやクライン、シノンたちを呼び集め、７人パーティーでヨツンヘイムのダンジョンに向かう。
女神ウルズから、霜の巨人の王スリュムの討伐と、エクスキャリバー奪還のクエストを与えられたキリトたち。ユイはこのクエストが運営者の意図したものではなく、システムが自動生成したものではないかと推測する。その場合、クエストの行方次第では、《ALO》世界そのものが破壊される可能性すらあると……。そうなる前にクエストを達成するべく、ダンジョン攻略を急ぐキリトたち。その途中、檻の中に閉じ込められ助けを求めていた女性NPC、フレイヤを発見。キリトたちはワナを疑い、先を急ごうとするのだが……。
《ルーリッドの村》で育った少年・キリトは、幼馴染のユージオとともに巨大な黒樹・ギガスシダーを倒すという天職を背負っていた。今日も巨木を倒すべく斧を振るっていると、幼馴染のアリスが手作りのパイを差し入れにやってくる。昼食のさなか、３人はおとぎ話にでてきた《果ての山脈》の洞窟へと遠出することを決める。世界の掟である禁忌目録に違反しないか不安がるユージオに、キリトとアリスは大丈夫だと口々に言い、出発の日を迎える。
絶命の危機にあるキリトが目を覚ますと、そこはファンタジーゲームを彷彿とさせる謎の世界の中だった。記憶が曖昧なままログアウトを試すも、現実世界に戻ることはできない。キリトが途方に暮れながら散策していると、やがて巨大な樹の下にたどり着く。そこで一人の少年と出会う。その少年の名は、ユージオといった。キリトはこの世界について話を聞き出そうとするが、ログアウトの方法はわからない。そしてユージオは、かつて自分の幼馴染だったアリスという少女のことについて語りはじめる。
《アンダーワールド》人界の中心・央都へ旅立つことを決めたキリト。そのためにはユージオの協力が必要で、彼を天職から解放するためにギガスシダーを倒そうと決意する。交代で斧を振るうキリトとユージオだが、そのさなか、ユージオはかつて北の洞窟で見つけたという青薔薇の剣をキリトに差し出す。この剣なら、ギガスシダーを倒せるかもしれないと考えるキリトだが……。一方、アリスの妹・セルカは、アリスが公理教会に連れ去られて以来笑わなくなってしまったユージオを心配しており、そんな胸の内をキリトへと明かす。
セルカが《果ての山脈》へひとりで向かったに違いないと考えたキリトとユージオは、彼女のあとを追う。だが洞窟の中で《ダークテリトリー》からやってきたと思しきゴブリンに遭遇、戦うことになる。キリトは剣を構えゴブリンたちと渡り合うが、ユージオは初めて見る《闇の存在》に身体が硬直し、立ちすくむ。果敢に戦うキリト。だがゴブリンの反撃が、彼に仮想世界では想像できない激痛を生み出し、恐怖で起き上がれなくなってしまう。窮地のキリトに、続けざまにゴブリンの刃が振り下ろされたそのとき……。
《アンダーワールド》内で央都を目指すキリト。一方、現実世界での桐ケ谷和人は依然意識不明の状態にあった。菊岡の申し出によって設備の整った病院へ転院するも、明日奈と直葉が和人の見舞いに行くと、回復するまでは面会謝絶だと言い渡されてしまう。不審に思った明日奈たちは、和人のアルバイト先であり、《ソウル・トランスレーター》の研究をしている《ラース》に彼がいるのではないかと予測する。明日奈たちは手分けしてラースの調査を始めるが、しかし和人の行方にたどりつくことはできず……。
《ラース》の研究施設である《オーシャン・タートル》へと潜入した明日奈は、和人の安否について菊岡を厳しく問い詰める。菊岡は観念したように、和人がこの《オーシャン・タートル》内の《ソウル・トランスレーター》で治療していることを明かす。一安心する明日奈だったが、明日奈と共に潜入した凛子は、何故自分を《オーシャン・タートル》に招いたのかと菊岡に疑問をぶつける。そして、菊岡が語りだした《ソウル・トランスレーター》の開発には、想像を絶するほどの壮大な目的があった。
キリトとユージオが《ルーリッドの村》を出て2年の月日が経っていた。央都セントリアへとたどり着いた二人は、目的であった《北セントリア帝立修剣学院》の入学を果たしていた。修剣士として腕を磨き、整合騎士になり、そしてアリスの行方を捜すべく、修練の日々を送っていた。キリトは学院次席のソルティリーナの《傍付き》として仕えていたが、彼女は稽古を重ねるなかでキリトには隠された本当の強さがあることを見抜いていた。ソルティリーナに頼まれたキリトは、彼女に自分が持っている全てを見せると約束する。
学院の主席であるウォロ・リーバンテインと実剣による手合わせをすることになったキリト。観衆たちの好奇の目にさらされるなか、ソルティリーナからの激励を受けて、キリトとウォロの立ち合いが開始された。ウォロは開始早々から秘奥義の構えを取り……それを見たキリトは、縦斬り四連撃バーチカル・スクエアで対抗する。2人の力は相応に思えたが、ウォロが背負うリーバンテイン家の祖先の戦士たちの《イメージ力》が強い剣圧となってキリトを凌駕する。
キリトとともに《上級修剣士》となったユージオだが、自分が強くなるためには剣にどんな《想い》を込めればいいのかわからず、日々悩んでいた。そんなとき、日ごろからあまりいい印象を抱いていない学院の主席ライオスと、次席のウンベールに絡まれたユージオは、2人の強さを確かめようとウンベールからの立ち合いの申し込みを受けることにする。剣を交わす二人。はじめはユージオが優勢だったものの、ウンベールの剣に込められた《巨大な自尊心》の力の前に、次第に押されていき……。
キリトとユージオの《傍付き》であるロニエとティーゼの帰りが遅い。２人を捜そうと部屋の窓から外に飛び出すキリト。それと入れ違いでユージオの元にやってきたフレニーカは、自分がウンベールにされた屈辱的な行為と、その行為についてウンベールたちに抗議に行ったティーゼとロニエがいまだに戻らないことを打ち明ける。嫌な予感に駆られたユージオは、急いでウンベールの部屋へと向かうが、そこでは最悪の事態が今まさに始まろうとしていた。
《禁忌目録》に違反し罪人となったキリトとユージオの前に現れたのは、整合騎士のひとりであるアリス・シンセンス・サーティ。彼女は間違いなく、かつて処罰された幼馴染の少女、アリス・ツーベルクであるはずなのだが、キリトとユージオと暮らした時のことは記憶になく、まるで別人のようだった。困惑するキリトとユージオだが、2人は重罪人として《セントラル・カセドラル》の地下牢へと投獄されてしまう。一方、現実世界の《オーシャン・タートル》では、治療を受ける和人を見守る明日奈の前に一台の奇妙なロボットが現れる。
キリトとユージオは、地下牢の脱獄に成功するも、アリスの命令により待ち伏せていたエルドリエ・シンセシス・サーティワンに行く手を阻まれる。戦闘状態になる三人。キリトとユージオは先へ進むため、キリトがエルドリエの操る鞭を防ぎ、その間にユージオが撃ち込むという作戦でエルドリエに挑む。しかし、エルドリエの氷の鞭は蛇のようにうごめき、そして分裂して襲い掛かってくる。難敵に苦戦するキリトとユージオ。だが、ふとユージオは、エルドリエの顔に見覚えがあることに気づく。
《セントラル・カセドラル》の大図書室に隠遁する少女カーディナルに助けられたキリトとユージオ。彼女の正体は仮想世界《アンダーワールド》の秩序の維持を司る自律型プログラムだった。アドミニストレータの過去をはじめ、《公理教会》や《禁忌目録》の成り立ちをキリトに語り始めるカーディナル。驚きを隠せないキリトだが、更なる事実――《アンダーワールド》に迫る恐るべき危機を聞かされる。
カーディナルから世界の命運を託され、キリトとユージオは、《セントラル・カセドラル》の最上階を目指す。中途では武具保管庫に置かれた膨大な武器の中から奪われた愛剣を無事に見つけた2人だが、そこに整合騎士デュソルバート・シンセシス・セブンの弓矢が襲い掛かる。彼の操る神器《熾焔弓》から放たれる無数の矢を辛くも弾き切った2人だが、矢を使い切ったはずのデュソルバートの弓にとある変化が起きる。
キリトとユージオが《セントラル・カセドラル》を上り続けていると、リネル、フィゼルと名乗る2人の少女と出会う。なぜ子どもが？ といぶかしむキリトとユージオは、とっさの隙をつかれ、整合騎士という素性を隠していたリネルとフィゼルの毒剣による麻痺攻撃を受けてしまう。身動きできないキリトとユージオが連れられた先には、整合騎士副騎士長ファナティオ・シンセシス・ツーが待ち構えていた。
キリトは満身創痍の中、《武装完全支配術》をどうにか発動し、整合騎士ファナティオとの戦いは決着を迎える。再び《セントラル・カセドラル》の最上階を目指すキリトとユージオは、奇妙な昇降機の前にたどり着く。《昇降係》の少女の案内によって80階《雲上庭園》まで足を踏み入れた2人の前に現れたのは、ユージオが追い求める少女であり、神器《金木犀の剣》を持つ整合騎士アリス・シンセシス・サーティだった。
《雲上庭園》でキリトの剣とアリスの剣の《武装完全支配術》がぶつかり合った結果、破壊不可能であるはずの《セントラル・カセドラル》の壁が砕け、キリトとアリスは外へと放り出されてしまう。直後、キリトは外壁の隙間に剣を突き立て、落下するアリスも救ってみせる。しかし敵同士の二人は、絶体絶命の状況下でもお互いの信念をぶつけ合う。やがてキリトは、塔の内部に戻るまでの休戦をアリスに提案する。
ユージオは《セントラル・カセドラル》の90階にたどり着く。そこは熱い湯気が沸き立つ大浴場だった。困惑するユージオは、湯の中で長旅の疲れを癒している整合騎士ベルクーリ・シンセシス・ワンと邂逅する。落ち着いた佇まいながらも底知れぬ迫力を持つベルクーリに圧倒されながらも、単身戦いを挑むユージオ。一方、キリトとアリスは《セントラル・カセドラル》の壁を上り続けていた。
キリトがふとした会話の中で口にしたセルカという名前。それを聞いたアリスの様子が一変する。その様子を見たキリトは、整合騎士の真実を彼女に告げる。しかし、キリトから語られる言葉を受け入れることができないアリスは激しく動揺する。そのころ、ベルクーリとの死闘の最中に意識を失ったユージオは、元老長・チュデルキンの手によって最上階へと連行されていた。そこでユージオを待っていたのは……。
右目の封印を打ち破ったアリスと共に90階の大浴場にたどり着いたキリト。そこには、チュデルキンの手によって石化された整合騎士長・ベルクーリの姿が――。アリスは師の悲惨なさまに涙するが、意識を取り戻したベルクーリは朦朧とした中で力を振り絞り、2人にユージオの行方を告げる。それを聞いたキリトは捨て置かれた青薔薇の剣を背負い、チュデルキンの後を追う。そして向かった先の元老院で、キリトは驚くべきものを目にする。
キリトとアリスの前に立ちふさがったのは、《シンセサイズの秘儀》を受け入れ整合騎士となったユージオだった。動揺するキリトだが、アリスの叱咤を受けてどうにか彼と全力で戦うことを決意する。互いにアインクラッド流の剣技を繰り出しながら、キリトとユージオの斬り合いは激化していく。戦いの中でも、キリトはユージオに懸命に語り掛けるが……。
《セントラル・カセドラル》の最上階。キリトとユージオとアリスは、ついにアドミニストレータの許へたどり着く。しかし、神聖術によって巨大なピエロへと姿を変貌させたチュデルキンが三人に襲い掛かる。アリスは《金木犀の剣》でチュデルキンの放つ炎を防ぎ、その隙にキリトとユージオは連携し斬りかかる。そんな様子を、アドミニストレータはつぶさに観察しながら、キリトたちに問いかける。
数百年にも及ぶ因縁の相手・アドミニストレータと決着をつけるべく《セントラル・カセドラル》の最上階に現れたカーディナル。秩序の維持を司るプログラムである彼女の本懐、アドミニストレータの抹消を果たさんと動き出すが、倒したはずのソードゴーレムが起き上がり行く手を阻む。そしてアドミニストレータの言葉を聞いたカーディナルは、ソードゴーレムに隠された真実に気付き激昂する。
カーディナル、ユージオ、そしてアリスの想いを身のうちに宿し、キリトは再び立ち上がる。《人界》最強の存在であるアドミニストレータを倒すため、キリトが心意で強くイメージしたのは、かつて《SAO》を攻略したトッププレイヤーである《黒の剣士》の姿だった。この世界で出会ったすべての人の想いを胸に、二本の剣を携えたキリトはアドミニストレータとの一騎打ちに挑む。
