电视动画《刀剑神域》改编自 川原砾 原作、abec插画的同名轻小说，动画由 A-1 Pictures 负责制作。在2011年10月2日举办的"电击文库 秋之祭典2011"活动上，发表了TV动画化的消息 。作品分为SAO和ALO篇，讲述了一场以空中浮游城堡"艾恩葛朗特城堡"为舞台的死亡游戏，被卷入其中的玩家桐人，以完全攻略为目标，展开了一连串严酷的冒险。于2012年7月7日起在TOKYO MX、栃木电视台、 群马电视台 、 神奈川电视台 首播，全25话。
电视动画SP《刀剑神域 Extra Edition》于2013年12月31日播出 。电视动画第2期《 刀剑神域Ⅱ 》则于2014年7月播出。剧场版动画《 刀剑神域:序列之争 》2017年2月18日在日本上映。电视动画第3期《 刀剑神域 Alicization 》制作决定。
2018年10月7日电视动画第三期上半季播出，2019年10月6日下半季播出。
作品以 2022 年为舞台，大厂牌电子机械制造商"ARGUS"开发出-"NERvGear"-能连结虚拟世界的机器。完全的虚拟实境终于能够实现。主角桐人使用 NERvGear 游玩 VR MMORPG《Sword Art Online》的玩家，幸运地参与过封测并买下正式版的桐人，和正式营运就马上"完全潜行"享受着正式版的 SAO 世界。
就在游戏四小时多后，桐人发现到"登出"指令竟然消失。认为只是系统暂时出错的桐人和开始陷入混乱的所有玩家们一起被传送到开始地点广场，并传来游戏设计者的死亡游戏说明：不能登出是游戏的正常现象，只有打倒位于"艾恩葛朗特"顶楼的头目，达成"完全攻略"才是离开这个世界唯一的方法……
《刀剑神域》是作者在电击文库上连载的小说，因在日本的人气十分火爆，继而改编为漫画和动画。截至到目前为止仍在连载中。
一身黑衣的桐谷和人和一身白衣的结城明日奈在SAO中互相扶持，最终打败游戏的创造者，逃离了这个死亡游戏。
本作原本是川原砾为了参加2002年"电击小说电玩大赏"(现改名为"电击小说大奖")而写的长篇小说，但由于文章过长而无法参加，后改为在网络上以"九里史生"名义连载。
在作者为了转换心情而写的《加速世界》获得第15回电击小说大奖"大赏"后，读过本作的责任编辑三木一马就提议将本作在电击文库正式出版。文库版本是将网络版本的内容加以润色或重写而成。
标题中的"Sword Art Online"是作品中登场的网络游戏。作品名和游戏名都同样被简称为"SAO"。作者表示这部分有受自己玩的《网络创世纪》和《仙境传说》影响。
再后来在2009年04月10日正式在ASCII Media Workd上连续出版，并收录于电击文库。
