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。

月野兔（沢井美优 饰）是一位个性活泼开朗，热情善良，内心里充满了正义感的初中生。一次偶然中，她遇见了一只名叫露娜的黑猫，让月野兔感到不可思议的时，露娜竟然会说人类的语言。露娜告诉月野兔，她的真实身份是拥有强大力量的水手月亮。 　　成绩优异，无论做什么事情都追求完美的水野亚美（浜千咲 饰）、身材高大，内心却十分少女的木野真琴（安座间美优 饰）、拥有超强运动细胞的追星族少女爱野美奈子（小松彩夏 饰）、家中经营神社，嘴硬心软的火野丽（北川景子 饰），和月野兔一样拥有着神秘月亮之力的还有这些可爱的少女们，她们只有联起手来，才能够对抗来自外太空的古老邪恶力量。

故事时间为战国时代，世上具有各种魑魅魍魉、异形妖怪等等总称为「暗」的存在。喜欢人类的暗·妖狐小玉，以及厌恶人类的仙道·迅火，姊弟两人进行著扫荡罪恶的救世活动。另外还有一群专门对付暗的僧侣·断怪众，他们以不人道的方式进行人体改造，迅火等人与他们产生激烈冲突！人类当中也有坏人，非人类的存在也不见得都是邪恶的，迅火因过去的事而极其讨厌人类，但在旅程当中，也逐渐目睹到人类善良的一面，他是否能有所转变呢……

故事时间为战国时代，世上具有各种魑魅魍魉、异形妖怪等等总称为「暗」的存在。喜欢人类的暗·妖狐小玉，以及厌恶人类的仙道·迅火，姊弟两人进行著扫荡罪恶的救世活动。另外还有一群专门对付暗的僧侣·断怪众，他们以不人道的方式进行人体改造，迅火等人与他们产生激烈冲突！人类当中也有坏人，非人类的存在也不见得都是邪恶的，迅火因过去的事而极其讨厌人类，但在旅程当中，也逐渐目睹到人类善良的一面，他是否能有所转变呢……

充满无限未知的疯狂多元宇宙即将展开，一切皆有可能。