为了对抗突然出现的人类之敌「涅洛伊」，世界各国组成了联合军。但能够与他们对抗的，仅有具备特殊魔力的少女们而已……。由联合军主导的柏林夺还作战终于启动，再次成军的第501统合战斗航空团「强袭魔女」，在新的501成员「服部静夏」加入后，与涅洛伊的殊死战斗逐渐扩大化！究竟柏林的天空能否得到解放！？
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由人类思想和情感产生的“电子脉冲”被用作人工智能辅助装置“Sapotama”的能量来源。在这一惊人发展的阴影下，出现了可怕的怪物。数码兽是通过消耗电子脉冲进化的生物。天马智郎在与突然从他的Sapotama中出现的月光兽相遇后，经历了一段非同寻常的经历。在与泽城京以及赏金猎人小队“黄金黎明”的其他成员一起生活期间，智郎重新下定了决心。人类和数码兽将创造出怎样的未来？
广野紘（下野紘 配音）梦想着有朝一日能够成为出色的少女漫画家，因为，身为高中生的他一边完成着学业，一边朝着自己的梦想不断迈进。一次偶然中，广野紘遇见了名为宫村宫子（田口宏子 配音）的女孩，这个女孩是广野紘学校里新来的转校生。宫村宫子似乎对广野紘十分有好感，对他纠缠不休，广野紘的青梅竹马新藤景（冈田纯子 配音）将这一幕幕看在眼中，心里十分失落。与此同时，热爱篮球运动的新藤景刚刚退出了社团，在体育馆中遇见了热爱电影的少年堤京介（泰勇气 配音），堤京介被新藤景矫健的身姿所吸引，开始想要拍摄一部以她为主角的电影。
2022年，人类实现了现实世界和假想空间的融合，电子制造商开发了名为《刀剑神域（Sword Art Online）》的在线电子游戏。SAO甫一面世便大受好评，限量一万份的名额在发售当天的短时间内便被抢购一空。通过联网，玩家可以身临其境进入充满想象力和异域风情的游戏世界——浮游城市艾恩葛朗特。玩家在这里可以生活、练武、升级、经商、探险，与真实世界别无二致，却拥有无上的乐趣。曾是少数封测玩家的桐人（松冈祯丞 配音）也是这一万名幸运者中的一员。最初的兴奋过后，玩家们却发现根本无法顺利登出游戏，更为恐怖的是，一旦玩家的HP归零，现实世界中他们的肉体也将死亡。他们被SAO的开发者茅场晶彦（山寺宏一 配音）困在游戏中，顺利逃脱的方法似乎只有一个，那就是完成困难重重的攻略任务…… 本片根据川原砾的轻小说改编。
