Kirito e seus amigos sobreviventes de SAO agora são jogadores ativos de ALO, porém não demora até o protagonista se meter em outra enrascada. Kikoua Seijirou, um agente do governo com quem vinha mantendo contato desde o fim do incidente de SAO, contrata Kirito para atuar em uma investigação dentro do VRMMO Gun Gale Online (GGO). O caso a ser investigado gira em torno de um avatar conhecido como Death Gun, que supostamente consegue matar pessoas na vida real com um ataque cardíaco com sua arma especial no jogo, a Death Pistol. Kirito transfere seu personagem de ALO para GGO, onde acaba assumindo uma aparência inesperadamente feminina. Lá, ele conhece Sinon, uma jogadora veterana que está no VRMMO para superar seus próprios medos. Sinon guia Kirito pelo jogo, a princípio pensando se tratar de uma mulher, mas ambos rapidamente se desentendem quando a verdade vem a tona.