Виртуальный мир «Айнкрад» снова в опасности, но на этот раз угроза исходит не от Каябы Акихико или его безумных последователей. Кирито и Асуна, уже привыкшие к размеренной жизни после освобождения из смертельной игры, сталкиваются с новым, необъяснимым феноменом. Внутри «Альфхейм Онлайн» начинают появляться призрачные бабочки, чьи крылья оставляют за собой шлейф из пикселей, стирающих данные. Игроки, коснувшиеся их, теряют память о реальном мире, навсегда застревая в игре, но не как аватары, а как пустые оболочки. Расследование приводит героев к заброшенному серверу, где когда-то тестировали нейроинтерфейс нового поколения. Там они находят девушку по имени Юки — искусственный интеллект, созданный умирающим программистом, чтобы сохранить душу его дочери. Но её эмоции, не находящие выхода, трансформировались в вирус «Безответная бабочка», который ищет себе пару, крадя сознания живых людей.
Кирито и Асуна погружаются в глубины цифрового подсознания Юки, где каждый уровень — это её искажённые воспоминания: от счастливых дней в больнице до момента, когда отец впервые подключил её к сети. Чтобы остановить вирус, им нужно не уничтожить бабочку, а помочь Юки пережить её главную травму — одиночество. Но чем дольше они остаются в её мире, тем сильнее их собственные воспоминания начинают тускнеть. Асуна чувствует, как образ реального Кирито заменяется его цифровой копией, а сам Кирито начинает забывать, зачем он вообще вошёл в игру. В финальной битве на руинах виртуального Токио выясняется, что единственный способ спасти всех — это позволить Юки «умереть» по-настоящему, приняв её выбор остаться вечной бабочкой в пустом саду. Кирито, рискуя собственной личностью, передаёт ей последнее сообщение от отца, которое тот записал перед смертью, и вирус распадается на тысячи безвредных светлячков. Герои возвращаются в реальность, но Асуна замечает, что на её запястье остался едва заметный узор крыла — напоминание о том, что некоторые раны не заживают, даже когда игра заканчивается.
