Um ano depois de escapar do Sword Art Online, Kazuto Kirigaya está se estabelecendo de volta ao mundo real. No entanto, sua paz dura pouco, pois ocorre um novo incidente em um jogo chamado Gun Gale Online, no qual um jogador chamado Death Gun parece estar matando pessoas no mundo real ao atirar nelas no jogo. Abordado por oficiais para ajudar na investigação dos assassinatos, Kazuto assume sua persona de Kirito mais uma vez e entra no Gun Gale Online, com a intenção de deter o assassino.
Uma vez lá dentro, Kirito conhece Sinon, uma atiradora de elite altamente habilidosa que sofre com um passado traumático. Ela logo é arrastada para a perseguição de Death Gun e, juntos, eles entram no Bullet of Bullets, um torneio em que seu alvo certamente aparecerá. Sem saber ao certo os verdadeiros poderes de Death Gun, Kirito e Sinon correm para detê-lo antes que ele tenha a chance de tirar outra vida. No entanto, nem tudo corre bem, pois as cicatrizes do passado impedem seu progresso. Em um jogo de alto risco em que a próxima vítima poderia facilmente ser um deles, Kirito coloca sua vida em risco no mundo virtual mais uma vez.
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