Сюжет аниме вращается вокруг проекта «Алисизация», в котором Кирито принимает участие по просьбе знакомой. Однако его спокойная подработка оборачивается катастрофой, когда в реальном мире его находит бывший член гильдии «Весёлый гроб». В жестокой схватке Кирито получает смертельное ранение, и лишь передовые технологии создателей проекта могут спасти его. Чтобы сохранить его жизнь, учёные используют экспериментальную систему погружения, перенося сознание героя в виртуальный мир Underworld.

Очнувшись в незнакомом лесу, Кирито встречает юношу по имени Юдзио, и вскоре к нему начинают возвращаться воспоминания. Оказывается, в детстве они вместе с девочкой Алисой были неразлучными друзьями. Но теперь прошлое переплетается с настоящим, и Кирито предстоит разобраться, какую роль он играет в этом мире. Тем временем в Underworld назревает конфликт, и герою придётся не только вспомнить, кто он на самом деле, но и защитить тех, кто ему дорог.

Пока Кирито пытается адаптироваться в новом мире, в реальности за его судьбу борются учёные и близкие. А в Underworld старые друзья и враги вновь пересекаются, создавая напряжённую и эмоциональную атмосферу. История балансирует между драмой, экшеном и загадками прошлого, заставляя зрителя гадать, чем обернётся это виртуальное путешествие для главного героя и тех, кто его окружает.