《刀剑神域》主演 桐谷和人（桐人）：本作男主角，拥有超群的反射神经和洞察力。
在游戏中展现出非凡的实力，性格冷静沉稳又重情重义。
结城明日奈（亚丝娜）：女主角，原本是富家千金，在游戏中是强大的剑士，担任血盟骑士团副团长，坚强聪慧且温柔善良。
莉法（桐谷直叶）：桐谷和人的妹妹，现实中擅长剑道，在另一款游戏《ALO》中与桐人相遇并展开冒险。
分集剧情（以第一季为例 ） 第1集：浮游城“艾恩葛朗特” 故事开篇，桐人作为首批玩家进入虚拟现实大型在线角色扮演游戏《刀剑神域》（SAO）。
然而，他们惊讶地发现无法登出游戏，并且GM告知所有人，只有通关位于“艾恩葛朗特”顶楼的最终头目才能离开，若在游戏中角色死亡，现实中的玩家也会死亡。
桐人决定独自探索游戏，在新手村遇到了同样迷茫的玩家们。
第2集：黑色剑士 桐人凭借自身高超的游戏技巧，迅速提升等级，因其独来独往的风格以及一身黑衣，被玩家们称为“黑色剑士”。
在一次战斗中，桐人救下了被怪物围攻的克莱因，两人短暂组队。
同时，桐人得知了游戏中存在一些恶意PK玩家的“红名玩家”。
第3集：饯别之宴 桐人加入了一个小型公会，与公会成员一起参加了一场饯别宴会。
期间，他结识了不少新朋友，但也意识到公会成员对于游戏生存方式的不同看法。
此时，游戏中的BOSS攻略组开始崭露头角，而桐人对这种大规模组织的运作方式心存疑虑。
第4集：月夜的黑猫团 桐人离开原来的公会后，加入了“月夜的黑猫团”。
在这里，他感受到了团队的温暖，与团员们相处融洽。
团长志津子有着出色的领导能力，大家共同努力提升实力，准备挑战更高层的关卡。
然而，桐人心中始终担心着团队成员的安危，因为游戏中的危险无处不在。
第5集：致命的陷阱 “月夜的黑猫团”在一次探索中误入陷阱，团员们接连陷入危机。
尽管桐人奋力抵抗，但还是有成员不幸死亡。
这次事件给桐人带来了巨大的心理创伤，他自责没有保护好大家，于是决定再次独自行动，专注于提升自己的实力，以避免类似悲剧再次发生。
第6集：艾恩葛朗特的微笑死神 桐人在独自冒险过程中，遇到了强大的BOSS“艾恩葛朗特的微笑死神”。
经过一番苦战，桐人凭借精湛的剑术和顽强的意志成功击败了它，获得了珍贵的道具和经验值。
此战之后，桐人的名声在玩家中更加响亮，同时也引起了一些人的嫉妒和关注。
第7集：攻略组 桐人在游戏中的实力得到认可，被邀请加入攻略组。
攻略组是一群实力顶尖的玩家组成的组织，致力于快速通关游戏。
在这里，桐人遇到了实力强劲的亚丝娜，她担任血盟骑士团副团长，两人初次见面便因理念不同产生了一些小摩擦。
第8集：甜蜜的房间 桐人和亚丝娜在一次任务中被困在一个房间里，必须共同协作才能逃脱。
在这个过程中，两人逐渐了解彼此，消除了之前的误会。
他们发现彼此有着相似的目标和对游戏的执着，感情也在不经意间开始升温。
最后成功逃脱后，两人的关系变得更加密切。
第9集：决斗 桐人在攻略组中展现出的卓越实力引起了部分成员的不满，其中一位名叫须乡伸之的玩家向桐人发起决斗挑战。
这场决斗吸引了众多玩家的关注，桐人虽然对这种无端的挑战感到无奈，但还是接受了。
在决斗中，桐人凭借高超的技巧轻松战胜须乡伸之，让对方颜面扫地。
第10集：母亲的意志 亚丝娜收到一封来自母亲的邮件，邮件内容让她陷入了沉思。
原来，亚丝娜的母亲一直对她沉迷于游戏表示不满，希望她能回归现实生活，按照自己规划的道路发展。
亚丝娜在现实与游戏之间陷入了两难的抉择，桐人在一旁给予她支持和鼓励。
第11集：艾恩葛朗特的恶魔 游戏中出现了一种神秘的怪物，它们行动诡异，实力强大，给玩家们带来了巨大的威胁。
桐人和亚丝娜带领攻略组展开调查，发现这些怪物似乎与游戏开发者隐藏的秘密有关。
在探索过程中，他们遭遇了多次危险，但始终没有放弃寻找真相。
第12集：神圣剑 桐人等人得知有一种名为“神圣剑”的神器可以对抗神秘怪物，于是踏上了寻找神圣剑的征程。
经过一系列艰难的冒险和谜题破解，桐人终于找到了神圣剑。
在与神秘怪物的最终对决中，桐人手持神圣剑，发挥出强大的力量，成功击退了怪物，保护了玩家们的安全。
第13集：Under World 本集剧情过渡到另一个虚拟现实世界“Under World”。
桐人在一次实验中意识进入了这个全新的世界，这里的一切都与现实世界有着千丝万缕的联系。
桐人发现自己在这个世界中失去了部分记忆，必须重新探索和适应环境。
第14集：新生ALO 在“Under World”的经历告一段落后，桐人回到现实世界，又投入到另一款虚拟现实游戏《加速世界 - 失落的旋律》（ALO）中。
在ALO里，桐人以全新的形象出现，结识了许多新的伙伴，包括他的妹妹直叶（游戏角色名为莉法）。
他们一起在游戏中展开新的冒险，探索这个奇幻的精灵世界。
第15集：妖精之舞 桐人、莉法等人在ALO中参与了一场盛大的妖精之舞活动。
在活动中，各个种族的精灵汇聚一堂，展示各自的文化和特色。
然而，活动背后却隐藏着危机，一股邪恶势力企图破坏这场盛会，抢夺珍贵的资源。
桐人等人察觉到异样后，决定挺身而出，保护活动的顺利进行。
第16集：死枪 游戏中出现了一个令人恐惧的“死枪”组织，他们能够在游戏中杀死玩家，导致现实中的玩家也离奇死亡。
桐人