Un año después de escapar de Sword Art Online, Kirito recibe el encargo de investigar una serie de muertes misteriosas relacionadas con Gun Gale Online, un juego de realidad virtual centrado principalmente en las armas de fuego. Un jugador conocido como Death Gun afirma ser capaz de matar a sus adversarios en el mundo real al dispararles dentro del juego. Para descubrir su identidad, Kirito participa en el torneo Bullet of Bullets y conoce a Sinon, una experta francotiradora que intenta superar un trauma relacionado con las armas. Obligados a colaborar, ambos se enfrentan a un enemigo cuyas acciones reabren las heridas de su pasado y ponen en duda la seguridad de los mundos virtuales.