La película tiene lugar tras los hechos acontecidos en la segunda temporada animada. Kirito, Asuna y sus amigos empiezan a jugar a un nuevo juego conocido como OS (Ordinal Scale) que, a diferencia de los juegos anteriores, utiliza un sistema de realidad aumentada llamado Augma. En este juego, los jugadores se clasifican de acuerdo a sus rangos por lo que los jugadores con rangos inferiores tienen grandes desventajas. Sin embargo, Kirito y sus amigos descubren que algo va mal cuando se encuentran con monstruos de Aincrad.