Mặc dù là tựa game dựa hoàn toàn vào bối cảnh cũng như nhận vật của loạt anime Sword Art Online nổi tiếng, song cốt truyện của Sword Art Online: Lost Song lại mang nhiều thay đổi trong tình tiết đem lại trải nghiệm mới lạ cho cả những người chơi đã từng xem qua loạt anime này.

Theo đó, trong quá trình phiêu lưu tại thế giới thần tiên Alfheim, người chơi sẽ theo chân người anh hùng trẻ Kirito chạm trám với một thế lực bí ẩn, một bang hội được biết đến với tên gọi Shamrock. Shamrock được lãnh đạo bởi 7 thủ lĩnh mạnh mẽ và kẻ nắm quyền lực tối cao nhất là Sumeragi (thuộc tộc Undine) – đối thủ chính mà Kirito sẽ phải đối đầu trong Sword Art Online: Lost Song.