Một năm sau khi thoát khỏi Sword Art Online, Kazuto Kirigaya đã trở lại thế giới thực. Tuy nhiên, hòa bình của anh ta chỉ tồn tại trong thời gian ngắn khi một sự cố mới xảy ra trong trò chơi có tên Gun Gale Online, nơi một người chơi có tên Death Gun dường như đang giết người trong thế giới thực bằng cách bắn họ trong trò chơi. Được các quan chức tiếp cận để hỗ trợ điều tra các vụ giết người, Kazuto một lần nữa giả định nhân cách của mình là Kirito và đăng nhập vào Gun Gale Online, với ý định ngăn chặn kẻ giết người.
Khi vào bên trong, Kirito gặp Sinon, một tay súng bắn tỉa có tay nghề cao bị ảnh hưởng bởi quá khứ đau buồn. Cô ấy sớm bị kéo vào cuộc rượt đuổi của anh ta sau Death Gun, và họ cùng nhau bước vào Bullet of Bullets, một giải đấu mà mục tiêu của họ chắc chắn sẽ xuất hiện. Không chắc chắn về sức mạnh thực sự của Death Gun, Kirito và Sinon chạy đua để ngăn chặn anh ta trước khi anh ta có cơ hội đòi lại mạng sống. Tuy nhiên, không phải mọi thứ đều suôn sẻ vì những vết sẹo trong quá khứ cản trở sự tiến bộ của họ. Trong một trò chơi đặt cược cao mà nạn nhân tiếp theo có thể dễ dàng là một trong số họ, Kirito đặt cuộc sống của mình vào thế giới ảo một lần nữa.