Asuna Yuuki, que destaca tanto social como académicamente, va camino de aprobar sus exámenes de acceso al instituto. Su amiga y compañera de clase, Misumi «Mito» Tozawa, le aconseja que se tome un breve descanso de sus estudios y se una a ella el día del lanzamiento de Sword Art Online (SAO), el esperado juego multijugador en línea de realidad virtual. Asuna acepta su oferta y pronto se encuentra con ella en el juego.
En un cruel giro del destino, Asuna, Mito y todos los demás jugadores conectados a SAO se encuentran atrapados en el juego de forma permanente. La única forma de salir es superar los cien pisos del juego y, para empeorar las cosas, morir dentro del juego matará al jugador en la vida real. Ahora que SAO se ha convertido en una trampa mortal de pesadilla, Asuna y otros jugadores -como el espadachín solitario Kazuto «Kirito» Kirigaya- deben adaptarse y sobrevivir, todo ello mientras intentan vencer a la implacable competencia para llegar a lo más alto.