故事发生在2022年，一款名为《刀剑神域》的虚拟现实大型多人在线角色扮演游戏正式上线。玩家通过名为“NerveGear”的设备，将意识完全潜入游戏世界。然而，在游戏开始后不久，所有玩家发现无法正常登出游戏，游戏设计师茅场晶彦宣布，只有通关游戏才能离开，若在游戏中死亡，现实世界的身体也会死亡。主角桐谷和人是一名资深玩家，他化名“桐人”在游戏中求生。在充满危机的浮游城堡“艾恩葛朗特”中，他结识了女性玩家亚丝娜，两人并肩作战，逐渐揭开游戏的秘密，并与其他玩家共同挑战100层的关卡，寻求重获自由之路。