Setahun setelah melarikan diri dari Sword Art Online, Kazuto Kirigaya telah menetap kembali ke dunia nyata. Namun, kedamaiannya berumur pendek karena insiden baru terjadi dalam permainan bernama Gun Gale Online, di mana seorang pemain bernama Death Gun tampaknya membunuh orang-orang di dunia nyata dengan menembak mereka di dalam game. Didekati oleh para pejabat untuk membantu dalam menyelidiki pembunuhan, Kazuto mengasumsikan persona Kirito-nya sekali lagi dan masuk ke Gun Gale Online, bermaksud menghentikan si pembunuh.

Begitu masuk, Kirito bertemu Sinon, penembak jitu yang sangat terampil yang diderita oleh masa lalu yang traumatis. Dia segera terseret dalam pengejarannya setelah Death Gun, dan bersama-sama mereka memasuki Bullet of Bullets, sebuah turnamen di mana target mereka pasti akan muncul. Tidak yakin dengan kekuatan asli Death Gun, Kirito dan Sinon berlomba untuk menghentikannya sebelum dia memiliki kesempatan untuk mengklaim kehidupan lain. Namun, tidak semuanya berjalan lancar, karena bekas luka dari masa lalu menghambat kemajuan mereka. Dalam permainan berisiko tinggi di mana korban berikutnya dengan mudah menjadi salah satu dari mereka, Kirito sekali lagi mempertaruhkan nyawanya di dunia maya.