2022年，人类实现了现实世界和假想空间的融合，电子制造商开发了名为《刀剑神域（Sword Art Online）》的在线电子游戏。SAO甫一面世便大受好评，限量一万份的名额在发售当天的短时间内便被抢购一空。通过联网，玩家可以身临其境进入充满想象力和异域风情的游戏世界——浮游城市艾恩葛朗特。玩家在这里可以生活、练武、升级、经商、探险，与真实世界别无二致，却拥有无上的乐趣。曾是少数封测玩家的桐人（松冈祯丞 配音）也是这一万名幸运者中的一员。最初的兴奋过后，玩家们却发现根本无法顺利登出游戏，更为恐怖的是，一旦玩家的HP归零，现实世界中他们的肉体也将死亡。他们被SAO的开发者茅场晶彦（山寺宏一 配音）困在游戏中，顺利逃脱的方法似乎只有一个，那就是完成困难重重的攻略任务…… 本片根据川原砾的轻小说改编。
时间是2045年，故事的舞台是日本制造的太空站“安心”，在月球出生的少年“登矢”和儿时玩伴“心叶”为了移居地球而在太空站进行复健，但他们却和首次到宇宙旅行的地球孩子“大洋”、“美衣奈”、“博士”一同被卷入了太空站与彗星的冲撞事故。在与大人们隔绝，网络也被切断的封闭空间中，时而冲突、时而互助的孩子们，必须共同面对减压、EVA（宇宙游泳）、微型机械失控等种种困难。
在一次意外中，乔纳森（兴津和幸 配音）的父亲乔斯达爵士（菅原正志 配音）被陌生少年迪奥布兰度（子安武人 配音）所救，善良的爵士收留了自称无依无靠的迪奥，后者则以养子的身份正式进入了乔斯达家族的大门。在他人的眼中，迪奥是一个优秀正直的少年，可是，只有经历过迪奥残酷欺辱的乔 纳森才知道，在迪奥光鲜的面具后面，隐藏着一颗邪恶的心。 果不其然，随着年龄的增长，迪奥开始觊觎起了乔斯达家族的庞大家产。无意间，迪奥发现了能够使人变得强大的石鬼面具，为了获得更多的财富和权力，迪奥毫不犹豫的带上了面具。在成为了恐怖的吸血鬼后，迪奥开始了对乔斯达家族的疯狂报复。为了替父亲和整个家族报仇，乔纳森开始修炼唯一能够打败吸血鬼的波纹气功，面对着强大的敌人及其党羽，乔纳森能够获得最终的胜利吗？
4000年前，出逃王宫的商朝王孙有莘不破救下太一宗弟子江离，两人结伴游荡荒原，入商队、遭异兽、遇天劫，属于少年的冒险正在展开。在他们的身后，王朝交替、山雨欲来，夏商之间爆发了一场有史以来最伟大的战争。命运的齿轮开始转动，那些天赋异禀的少年，早已身在局中。
