La saison 0 de Sword Art Online a été diffusée à partir du 24 octobre 2012.

La saison 1 de Sword Art Online a été diffusée à partir du 8 juillet 2012.

Dans un futur proche, un jeu de rôle en ligne multijoueur en réalité virtuelle (VRMMORPG) appelé Sword Art Online a été lancé. Il permet aux joueurs de contrôler leurs avatars avec leur corps grâce à une technologie appelée: Nerve Gear. Un jour, les joueurs découvrent qu'ils ne peuvent pas se déconnecter, car le créateur du jeu les retient captifs à moins qu'ils n'atteignent le 100e étage de la tour du jeu et ne vainquent le boss final. Cependant, s'ils meurent dans le jeu, ils meurent dans la vraie vie. Leur lutte pour la survie commence maintenant ...

La saison 2 de Sword Art Online a été diffusée à partir du 5 juillet 2014.

Un an après les incidents de SAO, Kirito est approché par Seijirou Kikuoka du département « Réalité Virtuelle » du Ministère des Affaires Internes et de la Communication, qui a pour lui une demande particulière. Il s’agit d’enquêter sur l’incident du « Death Gun » survenu dans le jeu Gun Gale Online (GGO), le nouveau VRMMO basé sur les armes à feu. « Les joueurs attaqués par le mystérieux avatar avec le « Death Gun » perdent la vie même dans le monde réel… ». Kirito accepte avec réticence la requête étrange de Kikuoka, et se log dans GGO même s’il n’est pas complètement convaincu par le fait que le monde virtuel puisse influencer le monde réel. Il explore alors un monde avec lequel il n’est pas familier pour obtenir des indices sur le « Death Gun », quand une joueuse utilisant l’énorme fusil « Hecate II » lui propose son aide. Avec l’aide de Sinon, Kirito décide de participer au « Bullets of the Bullets », un grand tournoi qui élira le plus grand tireur de GGO, dans le but d’être pris pour cible par le « Death Gun » et pouvoir établir un contact direct…

La saison 3 de Sword Art Online a été diffusée à partir du 7 octobre 2018.

A la demande de Seijirô Kikuoka, Kirito est choisi pour tester le nouveau projet Soul Translator, qui lui permet d'accéder à un tout nouveau monde virtuel : l'Underworld. Lors de sa toute première immersion, Kirito prend une apparence enfantine et fait la connaissance d'Alice et Eugep. Plus tard, alors qu'il raccompagne Asuna chez elle, Kirito est attaqué par un ancien membre des Laughing Coffin, qui parvient à lui injecter une dose de succinylcholine. Entre la vie et la mort, il n'a plus qu'une seule chance de survie : le Soul Translator ! Mais lors de sa nouvelle immersion, les choses ont bien changé dans le monde d'Alice.

La saison 4 de Sword Art Online a été diffusée à partir du 13 octobre 2019.

Kirito, Eugeo et Alice. Six mois ont passé depuis que nos deux disciples et le Chevalier de l’Intégrité ont causé la chute de l'archevêque suprême Administrator. Depuis la fin des combats, Alice vit à Rulid, son village natal en compagnie de Kirito qui a non seulement perdu son bras et son âme, mais aussi son cher ami. Alice se dévoue entièrement à prendre soin de Kirito, ayant perdu elle aussi toute volonté de se battre. « Dis-moi, Kirito… Que dois-je faire ? » Cependant, l’heure de l'ultime test de charge, celui qui plongera l’Underworld tout entier dans la tragédie, approche de manière inéluctable. Pendant ce temps, dans les recoins les plus sombres du Dark Territory, le dieu des Ténèbres Vector a ressuscité, comme s’il avait attendu ce moment précis. À la tête des forces des ténèbres, il envahit le Monde des Hommes afin de ravir la Prêtresse de Lumière. Le Chevalier de l'Intégrité Bercouli, commandant des forces du Monde des Hommes, se prépare à une guerre sans précédent contre celles du Dark Territory. Mais alors, Alice est introuvable, tout comme les deux héros sauveurs du Monde des Hommes…