回到現實世界快要滿一年，桐人也逐漸適應現實。這天，他和亞絲娜約在東京的皇居見面，兩人談論著現實與虛擬世界的不同。而在那同時，熱門擬真線上遊戲「Gun Gail Online」中，卻發生了有人在遊戲裡受到槍擊，在現實中也同時心臟衰竭的奇特案件，並且類似的案件有二件。政府"假想課"的課員菊岡調二郎找上了桐人，希望他能潛入「Gun Gail Online」與兇手接觸…

配置著大型狙擊槍「黑卡蒂 II」而活躍於 GGO 世界的中的狙擊手少女詩乃。與她所屬的對人集團進行偷襲行動時，成功狙擊第一目標後，對第二目標的巨漢卻是行動失敗收場。同時，該名巨漢在披風下的武器的真面目，居然是一把迷你砲機槍。它的壓倒性的火力，讓情勢一下子逆轉。面對心生退意的隊友們，一心追求挑戰強者的詩乃將會…

以「詩乃」這個角色在玩擬真遊戲的，是一個名為朝田詩乃的女高中生。她獨自一人住在公寓裡，每天通勤去學校上課。詩乃只要看到會讓她聯想到槍的東西，就會陷入恐慌，而其原因在於她小時候的某一段記憶…

為了調查在虛擬世界殺人而現實世界的人類也跟著死亡的「死槍案」，高中生玩家桐人登入了 GGO。他首先邁開步伐前往總統府，但卻因為迷路而向偶然遇到的詩乃問路。詩乃因為桐人的角色外貌而誤以為他是女孩子，所以答應帶他去總統府，並帶他去大賣場選購裝備武器。

桐人與詩音一起到了總統府，報名參加能贏得這遊戲「最強」稱號的比賽「Bullet of Bullets」。這一切都是為了出名，讓死槍盯上他。首先，在換衣服準備參加預賽的時候，桐人自我介紹，讓詩音知道他是男的，結果被華麗的打了一巴掌。

桐人在預賽的第一輪獲得勝利，回到休息區待命，卻遇到了一個奇怪的玩家。藉由那人手上的印記，桐人發現他應該是 SAO 事件的生還者，也是殺人工會的一員。這件事讓桐人陷入思考當中，不久之後他便察覺，剛剛那個玩家的聲音，跟記錄中的「死槍」的聲音一樣。

披著破斗篷的男人是 SAO 的生還者，搞不好還曾經和自己交過手……桐人這麼想著，陷入了煩惱當中，他的妹妹直葉非常擔心他。另一方面，桐人的事情讓詩乃感到很焦燥，她對著恭二咒罵桐人，並發誓要在這次的比賽中打倒他。然而，恭二卻對詩音在遊戲中冷酷戰鬥的模樣抱有好感，並覺得像這樣發著脾氣的詩乃，不像平常的她。

Pale Rider 被穿破斗篷的男人開了一槍之後，雖然還有剩下 HP，卻還是消滅了。穿破斗篷的男人宣稱自己是「死槍」，並說自己將會帶來真正的死亡。亞絲娜等人在從網路轉播裡觀看「BOB」，發現死槍是「微笑棺木」的幹部，感到非常震驚。另一方面，為了防止更多人被害，桐人和詩音兩人互相合作追補死槍，然而……

詩音從背後受到「死槍」的突襲，被逼到走投無路。「死槍」所使用的手槍「黑星五四式」恰巧與被詩音射殺的搶匪所使用的相同。詩音受到案件的回憶衝擊，而茫然失去了自我，為了讓桐人認真以對，「死槍」打算殺了她。但在死槍扣下板機的前一刻，桐人及時趕到將詩音救出。桐人想要帶著失去戰意的詩音逃走，但卻在「死槍」的追擊下，陷入了絕境。

桐人跟詩音逃離死槍的追擊之後，躲藏在沙漠地區的洞穴裡。桐人在那裡猜測死槍殺害玩家的方法。死槍反擊桐人的時候，並不是使用黑星手機，而是換成了狙擊槍，所以他推測死槍要殺害現實世界的玩家，一定有某些條件。桐人更進一步有了某個可怕的猜想……

「BOB」即將落幕，存活的玩家只剩桐人、詩音、「死槍」，以及上一屆比賽的冠軍闇風。因為「死槍」的共犯可能有好幾個，闇風也可能被列為目標，所以桐人決心趕在死槍動手之前打倒闇風，並打敗「死槍」。他計劃以自己當誘餌，讓詩音負責狙擊。詩音不負桐人的信任，照計畫狙擊對手，而當桐人終於和「死槍」對峙時……

死槍模仿亞絲娜，使出 GGO 不存在的劍技「星屑飛濺」，桐人被逼入絕境，體力逐漸流失。另一方面，詩音因為狙擊槍的瞄準器在跟死槍槍戰時毀損，所以只能在一旁看著死槍與桐人對戰，她雖然覺得很不甘心，但還是拼命思考，現在還有什麼是自己能做的。

恭二襲擊詩乃，打算殺了她之後自殺。然而，和人在這千鈞一髮的時候趕到，撲向恭二。兩人激烈互鬥時，恭二手上裝有毒藥的筒針打進了和人身上，但很湊巧的，藥液沒有注入和人體內，他奇蹟似的存活了下來。幾天後，和人與詩乃前去與菊岡見面，聽取這個案件的相關資訊。身為其中一個「死槍」而被逮捕的男人，請菊岡幫忙帶一個訊息給桐人......

從 MMO 明日報得知 ALO 中的稀有武器「斷鋼聖劍」取得方式已被發現的和人及直葉，回想起先前因為直葉的要求出手救援，外型為水母和大象綜合體的邪神「當嘰」，且當時無意間發現斷鋼聖劍就在世界樹的正下方，不過因為距離及取得方式不明，當時並沒有辦法取得。和人看到消息後決定集合大家一起進行斷鋼聖劍任務。當他們再次遇見當嘰後，才發現 MMO 明日報上的任務，和他們實際接到的任務之間，隱藏了相當巨大的陰謀……

桐人一行人從女神兀兒德那邊接到任務，前去討伐霜之巨人的國王索列姆，並奪回斷鋼聖劍。結衣推測這個任務並不是營運公司所策劃，而是系統自動生成的任務。在這種情況下所產生的任務，有可能會因為任務的結果不同，ALO 世界甚至有可能因此被毀滅…。桐人等人當然不能對此坐視不理，他們必需在事情變得一發不可收拾之前完成任務，因而急忙前去攻略地宮。路途中，他們遇到一個被關在牢裡向他們求助的女性NPC – 弗蕾亞。桐人他們雖然覺得很可疑，想要趕快往前走，但是……

桐人一行人在地宮的最底層與等待他們的 BOSS 索列姆對決。然而，索列姆的 HP 卻一直都沒有受到太多損傷，反而是他們受到寒氣的襲擊，陷入危機。這時候，加入他們一行的弗蕾亞對桐人說，要打敗索列姆，需要找到他們那一族被奪走的寶物「黃金的槌子」。桐人使用雷雷系的劍技，發現了隱藏的金槌，並將金槌扔給弗蕾亞，但是……

「ALO」更新之後，「新生艾恩葛朗特」的第21-30層也跟著開放了。過去桐人、亞絲娜與結衣曾在艾恩葛朗特第22層的小圓木屋一同生活，而現在再次同住的夢想終於可以實現，亞絲娜的心中充滿了期待，準備平安夜的更新。亞絲娜與同人，以及平日的夥伙一起打倒了21層的 BOSS，抵達第22層之後，前往過去小圓木屋所在的地點。

亞絲娜聽到有一位號稱「絕劍」實力非常高強的玩家之後，決定前去挑戰。「絕劍」用自己原創的超級連擊劍技為賭注，邀請別人來挑戰，並將所有挑戰者全部打敗。另一方面，從「ALO」登出，回到現實世界的明日奈，卻被母親京子要求準備轉學考的考試。母親強壓她升學，而且連她的結婚對象都擅自幫她決定，她極力反抗母親的這些作為，但是……

亞絲娜受到絕劍的邀請，答應幫助「沉睡騎士」公會，達成以單一隊伍擊倒樓層 BOSS，在黑鐵宮裡的劍士之碑上，留下全部成員的名字。在第一次挑戰失敗之後，亞絲娜發現沉睡公會的成員，被其它公會利用做為蒐集 BOSS 情報的棋子。當他們再次回到 BOSS 房間門口時，果不其然遭到了該公會的阻撓，正準備開打時，該公會的援兵也從後面追上……

亞絲娜與「沉睡騎士」公會的有紀等人準備第二次去打王，卻在魔王的房間前面遇到另一個公會聯盟的人擋住了他們的去路，就在亞絲娜他們想要放棄時，桐人和克萊因、結衣卻出現幫助了他們，讓他們得以順便進入魔王的房間。她們七人合力攻擊魔王，但魔王的防禦相當堅固，這時亞絲娜發現魔王好像有一個弱點……

自從成功攻略魔王之後，有紀就連續好幾天沒有上線，朱涅她們也連絡不到她，而且朱涅也請亞絲娜忘了他們的事。對於這樣的結果，亞絲娜覺得無法接受，她希望能再和有紀當面談談，於是桐人給了她一張紙條，對她說到那個地方去，也許可以見到有紀。於是亞絲娜來到了橫濱港北綜合醫院……

在和人的幫助下，有紀終於可以藉著鏡頭，看到外面的世界。於是亞絲娜帶著有紀來到學校，參觀學校並旁聽課程內容，同學們也都很喜歡有紀。而除了學校，有紀還想去一個地方，就是她以前曾住過的房子，在那裡有紀與分享了她的心情，並鼓勵亞絲娜和自己的母親對談，於是亞絲娜終於鼓起勇氣，來到媽媽的房間前面，敲下房門……

在亞絲娜的努力下，沉睡騎士的成員終於願意繼續跟大家一起留在遊戲世界裡。在現實世界中，有紀也努力的在跟病魔搏鬥。在這平和的日子裡，有一天亞絲娜卻接到醫生的傳訊，說有紀的病情急轉直下，要她盡快趕去醫院……