就读水明艺术大学附属高中（通称水高）的神田空太，一年级夏天时在宿舍偷养弃猫而被校长叫去问话，并要他把猫赶走，不然就被迫搬出宿舍。身为爱猫一族的空太，因为反抗权威，结果被撵出宿舍，流落到学生口中“恶名昭彰”的“樱花庄”，开始了他与其他房客的生活。隔年春天，随着世界级天才画家椎名真白搬进了樱花庄，空太开始过着被这名缺乏常识的少女耍得团团转的日子。
用语
樱花庄（さくら荘（さくらそう））
本作故事的主要舞台。两层高的古老木制公寓。最初是作为一个能让水高学生的美术与音乐才能得到伸展的自由开放的地方而建立，但由于有许多在普通宿舍里出现生活问题而被赶出来的学生居住于此，故“樱花庄”也被称为“问题儿童的老巢”（問題児の巣窟）。庭院种植有樱桃树。由于樱花庄未设立宿舍护理员，故所有住户必须自行整理家务，每个月还需强制参加校外清洁。
在空太就读高二时，学校理事会曾因“抗震问题”为缘由提出拆迁樱花庄的决定。对此樱花庄的所有住户多次举行抗议活动（包括学生联署）但效果甚微，最后，仁和美咲利用毕业典礼的演讲时间进行全校动员，最终化解危机。但随着伊织等人的毕业，樱花庄依旧被予以拆除。
水明艺术大学附属高中（水明芸術大学附属高等学校（すいめいげいじゅつだいがくふぞくこうとうがっこう））
简称“水高”（「スイコー」），本作故事的次要舞台。分为普通以及艺术两种学科。艺术学科下分美术以及音乐科。空太、七海、龙之介与仁（于第六集毕业前）是就读普通科，真白、美咲则是就读美术科。虽然艺术学科的单学年总人数仅有20人，但由于菁英化的培养制度，而吸引全国各地的学生报考。
水明艺术大学（水明芸術大学（すいめいげいじゅつだいがく））
拥有艺术相关学科的大学，在水高的旁边，教育设施丰富。
每集列表
| 话数 | 日文标题 | 中文标题 | 剧本 | 分镜 | 演出 | 作画监督 | 改编 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| #01 | ねこ・しろ・ましろ | 猫‧白‧真白 | 冈田麿里 | 石冢敦子 | 藤井昌宏 | 第1卷 | |
| #02 | 絵を描いてきたの | 都在画画 | 铃木薰 | 富冈宽、矢向宏志 户田麻衣、藤部生马 |
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| #03 | 近すぎて遠い… | 近在咫尺却又遥不可及… | 鸭志田一 | 神户守 | 高岛大辅 | 桥口隼人、小林亮 糸井惠、儿玉亮 馆崎大 |
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| #04 | 色を変える世界 | 色彩改变的世界 | 冈田麿里 | 樱美胜志 | 熊谷胜弘、大木良一 直谷隆 |
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| #05 | さくら荘のまじめな彼女 | 樱花庄认真的女孩 | 志茂文彦 | 樱美胜志 | 池端隆史 | 佐佐木睦美、桥口隼人 馆崎大、千叶充 谷口元浩 |
第2卷 |
| #06 | 雨あがりの青 | 雨过天青 | 伊藤美智子 | 铃木薰 石冢敦子 |
森下省吾、樱井木乃实 富冈宽、冷水由纪绘 千叶充、馆崎大 藤部生马、中西保 |
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| #07 | 彼女のきょうしゅう | 少女的强袭 | 鸭志田一 | 高柳滋仁 | 池田重隆 | 金容植 小山知洋、山崎淳 |
动画原创 部分第5卷 |
| #08 | どでかい花火をあげてみろ | 来放个超大烟火吧 | 花田十辉 | 石冢敦子 宫浦栗生 |
池端隆史 | 藤部生马、正幸 矢向宏志、直谷隆 |
第2卷 |
| #09 | 秋の嵐がやってきた | 秋天暴风雨来袭 | 志茂文彦 | 二瓶勇一 | 佐藤真人 | 渡边亚彩美 | 第3卷 |
| #10 | キライキライ、ダイスキ | 讨厌讨厌、最喜欢了 | 细川秀树 | 冷水由纪绘、富冈宽 矢向宏志、齐藤美香 馆崎大、正幸 |
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| #11 | 銀河猫にゃぼろん | 银河猫喵波隆 | 佐山圣子 | 高岛大辅 | 吉田尚人、中村真悟 桥口隼人、儿玉亮 直谷隆 |
第4卷 | |
| #12 | 愛のパワーin文化祭 | 爱的力量in校庆 | 冈田麿里 | 宍户淳 | 池端隆史 | 直谷隆、大木良一 矢向宏志、儿玉亮 佐藤诚之 |
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| #13 | 冬の一歩手前で | 冬天到来之前 | 伊藤美智子 | 玉川真人 | 稻本隆史 | 佐佐木睦美 | |
| #14 | イヴの窓辺とそれぞれの灯り | 圣诞夜的窗边与各自的灯光 | 花田十辉 | 佐山圣子 | 池田重隆 | 小关雅 | |
| #15 | いつもの自分はどこにいる？ | 一如往常的自己在哪里？ | 小柳启伍 | 宫浦栗生 | 柴田彰久 | 村上雄、正幸 藤部生马、儿玉亮 谷口元浩 |
第5卷 |
| #16 | ずっと、好きでした…… | 一直，喜欢你 | 伊藤美智子 | 二瓶勇一 | 黑川智之 | 佐佐木睦美 堤谷典子 |
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| #17 | バレンタインはチョコの日よ | 情人节是巧克力的日子 | 冈田麿里 | 玉川真人 | 池端隆史 | 中村真悟、熊谷胜弘 千叶充、馆崎大 直谷隆 |
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| #18 | 宇宙人に初恋 | 外星人的初恋 | 鸭志田一 | 佐藤真人 | 大木良一、小渊阳介 矢向宏志、冷水由纪绘 正幸、富冈宽 |
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| #19 | 住めば都のさくら荘 | 久居则安的樱花庄 | 志茂文彦 | 佐山圣子 | 稻本隆史 | 渡边亚彩美 | 第5.5卷 |
| #20 | この先もただいまを言うために | 为了以后也能说我回来了 | 宫浦栗生 | 池端隆史 | 大木良一、中村慎吾 藤部生马、三木达也 直谷隆 |
第6卷 | |
| #21 | 誰のせいでもなく雨は降る | 下雨并不是任何人的错 | 小柳启伍 | 细川秀树 | 高岛大辅 | 千叶充、直谷隆 藤部生马、诸石康太 村上雄、大木良一 |
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| #22 | きらめく日々を駆け抜けろ | 跑过光辉璀璨的日子 | 鸭志田一 | 佐山圣子 | 黑川智之 | 堤谷典子、渡边亚彩美 佐佐木睦美、田村正文 |
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| #23 | 卒業式 | 毕业典礼 | 冈田麿里 | 石冢敦子 | 池端隆史 | 大木良一、宫本佐和子 谷口元浩、儿玉亮 藤部生马、熊谷胜弘 千叶充、矢向宏志 |
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| #24 | さくら荘へようこそ | 欢迎来到樱花庄 | 宫浦栗生 | 直谷隆、村上雄 千叶充 |
部分第6、7卷 动画原创 |
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“这虽然是游戏，但可不是闹着玩的(これは、ゲームであっても、遊びではない)。” 2022年，大厂牌电子机械制造商“ARGUS”发表了-“NERvGear”-能连结虚拟世界的机器。完全且普及的虚拟现实终于能够实现。
艾恩葛朗特篇(アインクラッド，Aincrad)
第1部。小说版：第1・2卷、第8卷、进击篇(プログレッシブ);动画版：第1-14话(第1期)
桐人(桐谷和人)是使用NERvGear 游玩VRMMORPG“Sword Art Online”的玩家。很幸运的参与过封闭测试、并买下正式版的和人，在2022年11月6日与正式营运就马上“完全潜行Full Dive”的9999名玩家一起，享受着正式版的SAO世界。
但感动是短暂的，四小时多后，桐人发现封测时确实存在的登出指令竟然消失。认为只是系统暂时出错的桐人以及开始陷入混乱的所有玩家一起被传送到开始地点广场，但头上传来的不是等待许久的故障公告，而是自称是SAO游戏设计者“茅场晶彦”的人淡淡开始的死亡游戏说明：不能登出是游戏的正常现象，只有打倒位于“艾恩葛朗特顶楼第100层的Final Boss”——达成完全攻略——才是离开这个世界唯一的方法。并且，在游戏内Game Over或是尝试脱下NERvGear，玩家会立刻被NERvGear发出的高频率微波破坏脑部而死亡。
因为恐惧的影响，最初的一个月内死亡人数就突破了2000多人，然而玩家们终究习惯了这个真实存在的异世界。两年后的今日(2024年10月17日)，尚有6000多名玩家存活，最前线已推进到第74层，桐人在第74层中使出了二刀流，并打倒了头目-青眼恶魔。在第75层中，桐人发现血盟骑士团的团长-希兹克利夫就是最终Boss茅场晶彦...
进击篇(プログレッシブ)
第1部前传。小说版：《SAOP》第1～卷;动画版：第2话(第1期)
死亡游戏开始后的一个月(2022年12月2日)，在艾恩葛朗特当中已经有约二千名玩家死亡。谁都无法突破第1层而封测玩家与一般玩家陷入一直互不相让的时候，由自称骑士的玩家迪亚贝尔主导终于举行首次的头目攻略战。于是桐人(黑色剑士)在那场第1次头目攻略战会议场合中与帮忙的少女亚丝娜(未来的血盟骑士团副团长)变成组成二人组。但是迪亚贝尔因为在楼层头目的战斗中身故的结果，桐人为了平息封测玩家与一般玩家的对立而不得已被迫自封“封弊者”的恶名，失去形象的攻略玩家们也因为攻略方针的不同而彻底分裂为二个派别，更进一步从内部煽动派别对立对玩家们对战滥杀(PK)，也就是拟意图逾越杀人界线“煽动PK集团”的样子现象。尽管桐人与亚丝娜在攻略集团当中身受立场微妙，又私底下对立与煽动PK集团派别之间的暗潮汹涌居中协商而奔走的同时亦自行前往挑战攻略艾恩葛朗特。
妖精之舞篇(フェアリィ・ダンス，Fairy Dance)
第2部。小说版：第3・4卷;动画版：第15-25话(第1期)
经过桐人(桐谷和人)和希兹克利夫在艾恩葛朗特75层的死斗后，包括桐人在内的6000名SAO玩家，回到了现实世界。但包括明日奈在内，尚有300名玩家仍然昏迷不醒。SAO的营运公司也被明日奈父亲的公司收购。在2025年1月19日，和人探望仍在病床的明日奈时，遭到明日奈父亲的养子须乡伸之的鄙视挑衅。之后和人从在艾基尔那得到了亚丝娜可能被囚禁在另一款VRMMORPG“Alfheim Online”的情报。桐人为了解救亚丝娜而进入了该游戏，初到这异世界时，遇见了自己的表妹莉法(桐谷直叶)...
幽灵子弹篇(ファントム・バレット，Phantom Bullet)
第3部。小说版：第5・6卷;动画版：第1-14话、第14.5话(第2期)
桐人(桐谷和人)在莉法等人的帮助下、打破须乡伸之阴谋救出亚丝娜后的2025年12月。
菊冈诚二郎以半威胁半利诱的方式请和人协助调查发生在VR射击游戏“Gun Gale Online”内的奇异事件：“自称‘死枪(Death Gun)’的玩家拥有枪击游戏内角色而杀死现实玩家的能力。”
第一次进入这陌生的世界的桐人，首先须适应的是自己身体成了长发伪娘，而在一阵手忙脚乱之中，遇有着天蓝色短发的女孩伸出援手，与桐人联手挑战“死枪”……
圣剑Excalibur篇(アーリー・アンド・レイト，Calibur)
外传。小说版：第8卷;动画版：第15-17话(第2期)
在结束“死枪事件”后，桐人(桐谷和人)回到ALO进行游戏，来自GGO的新伙伴“诗乃”也在ALO 建立了新角色——猫妖族弓箭手后加入了桐人的队伍。2025年12月28日，一行人决定前往ALO的“幽兹海姆”，目标取得最稀有道具“圣剑Excalibur”的新冒险。本篇故事的神话设定取自《诗体埃达》(Poetic Edda)的《皇家手稿 - 索列姆之歌(英语：Þrymskviða)》(Thrym's Poem)。
圣母圣咏篇(マザーズ・ロザリオ，Mother's Rosario)
外传。小说版：第7卷;动画版：第18-24话(第2期)
“死枪事件”结束的数周后(2026年1月)。在某次ALO大型改版时，导入了崭新的“原创剑技”系统。而在ALO的艾恩葛朗特24层出现一名谜样女孩，她以自己前所未见的十一连击原创剑技作为赌注与别人进行决斗。击败了甚至包含未开启二刀流的桐人(桐谷和人)在内的60名玩家，而赢得“绝剑”的称号。
对此产生兴趣的亚丝娜开始寻找这位拥有比桐人更快反应速度的玩家。在亚丝娜与她对决后，这名女孩邀请亚丝娜加入自己的队伍，并拜托亚丝娜一件让亚丝娜意想不到的事情。同时意外的牵扯出这名女孩背后一连串的故事。
序列之争 (オーディナル・スケール，Ordinal Scale)
是原作川原砾依据《刀剑神域》小说为基础的全新作品，并以电影化方式制作。
2026年4月，划时代的新型AR(增强现实 )专用可穿戴式装置“Augma”，搭配《序列之争 》(Ordinal Scale，OS)开始贩售。
剧情主轴承接动画版第二季的时间序之后
主条目：刀剑神域：序列之争
Alicization 篇(アリシゼーション，Alicization)
第4部前半部分(人界篇)。小说版：第9～14卷;动画版：第1-24话(第3期第1部)
“死枪事件”结束的半年后(2026年6月)，桐人(桐谷和人)答应菊冈诚二郎去参加新款OLG的测试。没想到在打工空档时，在现实世界中竟遇上艾恩葛朗特时的杀人公会“微笑棺木”、也是“死枪”事件的余党前来复仇。在和人负伤送医后，从病房中消失。亚丝娜为了寻找和人，找上茅场晶彦的恋人——神代凛子寻求其协助。
Alicization Under World 大战篇(アリシゼーション アンダーワールド大戦，Alicization War of Under World)
第4部后半部分(大战篇)，简称“WoU”。小说版：第15～18卷;动画版：第1-话(第3期第2・3部)
桐人与将人界人民变成可怕武器的“公理教会”以及身为人界统治者系统管理者亚多米尼.史特蕾达的艰苦战斗结束的代价是尤吉欧过世与本身失去意志。与桐人并肩作战的“整合骑士”爱丽丝带着桐人远离卢利特村过着与世无争的生活。但是知情人界与暗之国的全面战争一触即发的爱丽丝带着桐人前往战场。另一方面在现实世界当中设置Under World的“海龟”设施因为神秘袭击者们而受到占领。亚丝娜携手桐人为营救苏醒的完全人工智能爱丽丝决定登入Under World。然后开始率领袭击者们取得人类灵魂的加百列也以暗神贝库达身份登入Under World并拟以侵略人界夺取爱丽丝，虽然这样拉大对抗爱丽丝们人界军战力落差之际因为亚丝娜以创世神史提西亚之姿降临参战而扭转。但是因为海外VRMMO玩家大量投入的策略使得双方陷入混乱，爱丽丝因为加百列趁火打劫不幸地被绑架而人界军与暗之国军暂时停战遂转向营救，在那里出现的是同样化身女神的莉法与诗乃，响应结衣的愿望而前来营救的克莱因们日本的VRMMO玩家们。再次陷入战况当中是这次身为加百列部属的瓦沙克是SAO最坏的杀人魔PoH率领全新的势力，对着亚丝娜们的身心穷追不舍。
Moon cradle 篇(ムーン・クレイドル，Moon Cradle)
第4部外传。小说版：第19・20卷
桐人与亚丝娜被困Under World 200年期间初期发生的故事。
在大战终结而成为一个Under World当中人界与暗之国的人们开始往来，成为人界方代表的桐人考虑到这种和平无法长久、应该避免争端而向Under World宣传着现实世界的先进技术。在那当中不幸再次发生不应该发生的杀人事件，在这事态之际桐人开始与成为见习整合骑士的学妹骑士罗妮耶共同搜查。
Unital Ring 篇(ユナイタル・リング，Unital Ring)
第5部。小说版：第21卷、第23～卷
桐人与亚丝娜从Under World回归现实世界一个半月之后(2026年9月)，虽然在现实世界获得身躯的爱丽丝面貌就在ALO小木屋中的桐人与亚丝娜们身旁，却不幸地突然遭到强制转移到谜一般的游戏“Unital Ring”。强制转移开启了来自超过数百种虚拟世界将近数十万玩家规模人数的残酷开放世界生存游戏的序幕。
