"在浩瀚的宇宙中，经过长期岁月辗转，被秘密选召出的四个小动物，作为“迷你特工队”保护地球的和平，他们是最强战士：弗特、塞米、露西、麦克斯、以及特殊成员雷伊和新加入的成员小杰和里奥！数百年后宇宙海盗丹丹团三人组——卡拉、丹特、丹乔，在某个小行星发现了被封印的外星魔王杰诺斯，并解开封印让其重见天日。杰诺斯的力量源于生命体所散发出的负面情感（恐惧、伤心），被称作不幸能量。这伙邪恶势力筹划在地球不断制造危机，并从地球上的生命体获得不幸能量。迷你特工队为保护地球，与邪恶势力展开了激烈的战斗！"
2095年10月31日。 未观测的战略级魔法，将朝鲜半岛南端的军事都市及舰队消灭了。 自从被称作《灼热的万圣节》的那一天开始， 世界因新的战略级魔法师登场而震撼。 其中拥有「世界最强的魔法部队」STARS的北美利坚合众国（USNA）感觉到日益强烈的危机感， 为了揭露未观测的战略级魔法以及使用这一魔法的魔法师的真面目，而积极地在暗中行动。 约两个月后的12月24日。 就在整座城市因圣诞节的饰品和灯饰而变得热闹非凡之际， 达也等人为了给准备前往美国交换留学的雫饯行，而聚集在艾尼布利榭。 雫前往美国的期间是三个月。根据雫所说，和她交换来到第一高校的， 是和她同龄的女孩子。 与此同时，在USNA的STARS基地，一名少女正准备前往第一高校展开潜入调查。 她的名字是安洁莉娜·库都·希尔兹。 她身为STARS历代最年轻的总队长， 是操纵战略级魔法重金属爆散的USNA最强魔法师——。
某天，一直以为自己是独子的高中生·阳太郎，其亲生母亲突然前来相认，之后更接他到真正的家里居住。可是当阳太郎踏进家门的一刻，他才意识到原来他还有19位姐妹。就这样，这位新哥哥便要和19位姐妹好好地相处了……
该片讲述秋季之后的故事，从原作漫画第7集的剧情接续下去。除了小野寺小咲的妹妹小野寺春、小野寺春的好友小风和从美国飞来的宝拉·马可伊之外，其他还有千棘的母亲桐崎华等个性鲜明的新人物也将陆续登场。
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。
