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　　本作主人公冈部伦太郎（宫野真守 配音）是个患有严重中二病的大学生，自称为“凤凰院凶真”的他和伙伴们组成了“未来发明研究所”，在位于秋叶原的一个简陋实验室内进行各种古怪发明和调查。                                    
                               　　2010年7月28日这天，冈部和青梅竹马真由理（花泽香菜 配音）一同去了科学讲义会场，在那里，他们遇见了天才少女牧濑红莉栖（今井麻美 配音）。让人意想不到的事情发生了，冈部在会馆楼道内听到一声惨叫，他闻声而至，发现了倒在血泊中的牧濑。冈部用手机短信将这件事告诉好友桥田至，这个举动，让世界都颠覆了。实验室里那个所谓的“未来道具”，竟然真的可以左右世界的进程，冈部自此成了孤独的观测者。                                    
                               　　这一切都是命运石之门的选择。

　　2011 年，美国佛罗里达州。空条徐伦和她的爱人开车时发生了意外，她掉进了一个陷阱，被判在最高戒备的国家监狱绿海豚街监狱（又名“水族馆”）服刑 15 年。在绝望的边缘，她从父亲那里收到了一个吊坠，唤醒了她内心深处的神秘力量。“这个世界上有比死亡更可怕的事情，而在这座监狱里发生的事情绝对是其中之一。”出现在徐伦面前的神秘男孩向她传达了这条信息，令人费解的事件接连发生，父亲探监时告诉了她这一可怕的真相，以及“迪奥”这个名字……徐伦最终能否走出这座被称为监狱的石之海？最终对决拉开帷幕，乔斯达家族和迪奥长达百年的宿命对决即将结束！！

　　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。

　　最強ギルドの座をかけ、ナツたちの新たな物語がはじまる。ナツたちが不在だった7年の間に、フィオーレ王国最弱の魔導士ギルドとなってしまった「妖精の尻尾（フェアリーテイル）」は、No.1ギルドを決める祭典・「大魔闘演武」での優勝を目指す。大会四日目、ナツ＆ガジルは、現最強ギルド・「剣咬の虎（セイバートゥース）」の双竜と呼ばれるスティング＆ローグと対戦。ナツは、双竜が放つ渾身の合体魔法（ユニゾンレイド）を、ギルドで育まれた想いの力と圧倒的なパワーで撃破する。この勝利により、見事1位に踊りでて歓声をあげるフェアリーテイルとそのメンバーたち。一方、対戦途中でナツにより闘技場から追いやられたガジルは、偶然にも闘技場の地下でドラゴンの死骸が大量に横たわる墓場を発見する。また、大魔闘演武の裏で暗躍する「ゼレフと似た魔力を持つ者」を探していたジェラールは、ついにその人物を追い詰めるが、素顔を見て驚愕する。大魔闘演武最終日、7月7日。この日は、かつてドラゴンが一斉に姿を消した日でもある。大会最終日の始まりとともに、それぞれの思惑が絡み合い、新たな事実が動き出そうとしていた。

《これは、ゲームであっても遊びではない。》 世界初のVRMMORPG《ソードアート・オンライン》がデスゲームと化し、 １万人のユーザーがゲームの世界に閉じ込められてから、既にひと月以上が過ぎていた。 鋼鉄の浮遊城《アインクラッド》第一層を攻略したアスナは、 キリトとコンビを組んだまま、最上階を目指し旅を続けていた。 女情報屋アルゴの協力も加わり、攻略は順調に進んでいるかのように見えたが…… 攻略を先導するトッププレイヤー集団、《ALS》（アインクラッド解放隊）と《DKB》（ドラゴンナイツブリゲード）。 本来は共闘すべき2大ギルドの対立が勃発する。 その陰には、暗躍する謎の人物の姿が――。 死と隣合わせの危険な戦いのなか、《攻略》とはまた異なる《脅威》が、 アスナとキリトを巻き込んでいく――！