故事承接《鬼灭之刃 柱训练篇》。
更衣小夜是私立三荆学园的高中二年级学生，虽然平常和同学们一起过着普通的学园生活。但是另一方面，她还要接受父亲的命令完成某项“任务”。那就是狩猎被称为“古物”，拥有远超过人类力量，并且以人类为食的东西。小夜作为唯一可以打到“古物”的人，为了守护他人、为了自己最喜欢的父亲，使用浮岛神社传承下来的御神刀独自战斗着。
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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。
