Là nhân vật chính của Sword Art Online, Kirigaya Kazuto, một trong 10.000 người thử nghiệm trong phiên bản beta Sword Art Online (SAO), trò chơi thực tế ảo (VRMMORPG) NerveGear đầu tiên. Sau đó, anh tham gia phiên bản chính thức của trò chơi, nơi anh trở thành một trong 10.000 người chơi đăng nhập vào chỉ để phát hiện ra rằng không thể đăng xuất. Kayaba xuất hiện và nói với những người chơi rằng họ phải đánh bại tất cả 100 tầng của Aincrad, một lâu đài thép bối cảnh của SAO, nếu muốn được đăng xuất. Những người bị chết trong trò chơi sẽ phải chịu cái chết trong cuộc sống thực.

Với kinh nghiệm và sự cố gắng để bảo vệ những người beta khác khỏi việc phân biệt đối xử, anh tự cô lập mình khỏi các bảng hội và chơi một mình, mang danh tiếng là "beater". Cuối cùng, Kirito kết bạn với một cô gái, Yuuki Asuna, mối quan hệ sau đó sâu đậm hơn và từ đó kết hôn với cô ấy. Sau khi phát hiện ra ID bí mật của Kayaba, người đang đóng vai trò là thủ lĩnh của hội mà Asuna tham gia, họ đối đầu và tiêu diệt anh ta, đưa bản thân và những người chơi khác rời khỏi trò chơi.

Ngay sau đó, dưới lời mời của một quan chức chính phủ đang điều tra sự cố kỳ lạ, Kazuto nhận công việc điều tra về một loạt vụ giết người liên quan đến VRMMORPG khác có tên là Gun Gale Online (GGO) và một người chơi có tên Death Gun. Được giúp đỡ bởi một người chơi nữ tên "Sinon" (Asada Shino), anh tham gia vào một giải đấu đấu súng mang tên Bullet of Bullets (BoB) và biết được sự thật đằng sau những vụ giết người, hai nghi phạm đã bị bắt, nghi phạm thứ ba, Johnny Black đã trốn thoát.

Kazuto sau đó được mời để hỗ trợ kiểm tra một cỗ máy FullDive đang trong giai đoạn thử nghiệm. Trong UW, thời gian diễn ra nhanh hơn gấp nghìn lần so với thế giới thực, và ký ức của Kirito bị hạn chế một phần. Vài ngày sau, tên tội phạm bỏ trốn, Black làm bị Kazuto thương bằng Suxamethonium Chloride. MOD cố gắng hồi phục Kazuto và đưa anh ta vào thế giới STL để bảo toàn tâm trí trong khi trong lúc cứu sống anh ta.