將自主角小智與皮卡丘最初的相遇開始描繪，現在看起來是最棒搭檔的兩位，實際上最初的相遇真的是糟透了！完全不聽小智說話的皮卡丘、還有想要和皮卡丘交朋友但卻相當笨拙的小智，這樣的兩人究竟是如何成為夥伴的呢？透過閃耀著彩虹光輝的羽毛指引，兩人將開始踏上冒險的旅途！

季節經過，馬上到了第二年的春天，劣等生哥哥和優等生妹妹。兩人在魔法科高中生活的第一學年即將結束。達也和深雪等人利用春假期間，前往小笠原諸島的某所別墅度假。在短暫的休息當中伸展羽翼的達也等人。但，在這樣的達也等人面前，一位名叫九亞的少女現身了。從海軍基地脫逃的這位少女，向達也傳達了一個請求。

隨著荒廢而逐漸滅亡的行星，厄立特里亚。而唯一殘留這片荒蕪的大地上的，就是由以「惑星再生」為夢想而埋首於研究中的科學家夫婦，以及二位女兒，阿米蒂埃和琦莉耶四人組成的弗洛利安家。但是隨著父親葛蘭茲弗洛利安因病倒下，惑星再生的夢想亦就此崩潰了。在這樣的時刻，琦莉耶決定往「遥遠的異世界」尋求醫治父親和惑星再生的希望。然而即使面對姐姐，阿米蒂埃的阻撓下琦莉耶還是執意和青梅竹馬的好友，伊莉絲共同前往遥遠的異世界。而兩人的目的地，就是那個被稱為「地球」的星球的極東地區上的日本。為了找到實現惑星再生夢想「關鍵」的琦莉耶和伊莉絲，把目標指向了住在日本三名少女上……

舞台架構在一個被斷崖絕壁所包圍的孤島。納茲等人為了取回名為「龍之淚」、這把寄宿著過去被人類殺死而充滿憤怒的龍魂的杖，守護世界和平而展開一場又一場的激烈戰鬥。

這是一個禁止一切爭端、一切都由遊戲來定奪的世界「迪司博德」，造物主 特圖在艾爾齊亞的後街小巷，因空腹而倒下了，靠著伊綱的施捨而活了過來。為了答謝伊綱，特圖開始講述六千多年以前的故事。 在無敗的最強玩家 空與白降臨到這個世界的六千多年前，十六種族互相殘殺。大戰期間，有個率領著人類種部落的少年里克，他率領的五年內只有四十八人死亡，並保證了兩千多人的衣食居住。某次，里克相遇了一個脫離群體的機凱種 Schwarzer，從未被傳頌過的故事就此展開序幕。

在2022年，以量子物理學者兼天才遊戲設計師而聞名於世的程式設計師——茅場晶彥，成功開發世界第一款完全潛行專用的裝置「NERvGear」。「NERvGear」裝置機器具有虛擬實境（VR）的功能，外型類似包覆頭部的拳擊用護具，創新的設計替世界帶來無限可能，無論是醫療、通訊、交易等。因「SAO事件」而產生以「強化安全性」的後續機種——「AmuSphere」。四年後，猶如與前兩款虛擬實境裝置抗衡的新世代擴增實境（AR）機種「奧格瑪（Augma）」問世。其裝置號稱取消「完全潛行」功能並將擴增實境功能發揮到極致，讓使用者能在清醒的狀態下使用，同時搭配更吸引玩家的一款名為《Ordinal Scale, OS》的專屬 ARMMO RPG 遊戲，在這樣既方便又安全機制下，讓「奧格瑪」短時間就在玩家間廣為流傳、蔚為風潮。劇情主軸承接動畫版第二季的時間序之後。