Arita Haruyuki, un ragazzo il cui aspetto paffuto e il carattere timido lo rendono un bersaglio costante del bullismo scolastico. Vergognandosi della sua vita miserabile, Haruyuki riesce ad affrontare la sua situazione solo dedicandosi ai giochi virtuali. La sua bravura come giocatore attira l'attenzione della ragazza più bella della scuola, Kuroyukihime, che gli propone di diventare Burst-Linker e accedere ad Accel World.

Haruyuki, ora Burst-Linker, si ritrova improvvisamente coinvolto in un incontro mortale contro un feroce motociclista di nome Ash Roller.

Un avatar da duello chiamato Cyan Pile sta cercando di sfidare Kuroyukihime in battaglia all'interno di Accel World.

Haruyuki sospetta che Cyan Pile stia sfidando Kuroyukihime all'interno di Accel World, accedendovi attraverso il neuro-linker della sua amica Chiyuri.

L'identità di Cyan Pile viene svelata: è uno dei più stretti coetanei di Haruyuki, che è stato consumato dal potere dell'accelerazione.

Dopo che Haru e Takumu rivelano tutto a Chiyuri, la quale non la prende troppo bene, i due iniziano ad allenarsi per lavorare come squadra. Haru guadagna abbastanza punti per passare al livello 2, ma nella fretta si aggiorna troppo presto e si ritrova con un basso numero di punti di esplosione.

Mentre Kuroyukihime sfida improvvisamente Takumu a un incontro, affrontandolo sulla sua intenzione di abbandonare il kendo e di disinstallare il Brain Burst. Current accetta di unirsi ad Haru finché non riuscirà a portare i suoi punti a 50 e partecipa a una battaglia multipla con lui.

Mentre la squadra di Kuroyukihime tenta di conquistare altri territori, Haru scopre che le sue tattiche sono facilmente leggibili dagli avversari. Tornato a casa, viene accolto da Tomoko Saito, presumibilmente sua cugina di secondo grado, che lo ospita mentre i suoi genitori sono via.

Dopo aver discusso con Takumu, Kuroyukihime accetta di incontrarsi con Tomoko, il cui vero nome è Yuziko Kozuki. Yuziko spiega che vuole prendere in prestito il potere di volo di Haru per distruggere l'Armatura della Catastrofe.

Dopo aver chiarito un altro malinteso, Chiyu esprime il suo interesse a diventare un Burst Linker. Mentre Kuroyukihime spiega che la capacità di dare a qualcuno una copia del Brain Burst e di diventare il suo guardiano può essere usata solo una volta, Haru si chiede chi sia il suo guardiano.

Sia Haru che Yuniko si rendono conto che Yellow Radio è stata la responsabile del quinto Chrome, Disaster usando una scappatoia nel trattato di non aggressione come scusa per eliminarla e raggiungere il livello 10. In seguito sconfigge Kuroyukihime e inizia a bombardare Haru e Yuniko.

La battaglia tra Black Lotus e Yellow Radio viene interrotta dall'improvvisa apparizione di Chrome Disaster. Silver Crow rimane terrorizzato dalla mostruosa potenza del suo bersaglio.

Chiyu si fa installare da Takumu il Brain Burst e diventa una Burst Linker, ottenendo un suo Duel Avatar, Lime Bell. Durante l'assemblea, Kuroyukihime crede che tra i nuovi studenti ci sia un altro Burst Linker.

Mentre Haru, Takumu e Chiyu discutono su cosa sia esattamente Seiji, Takumu deduce che l'abilità usata da Seiji è il Physical Burst, che accelera la coscienza dell'utente, consentendogli di reagire più rapidamente. Mentre Kuroyukihime parte per la sua gita scolastica, Haru e Takumu decidono di indagare su Seiji nel tentativo di ottenere una prova che il ragazzo sia un Burst Linker.

Anche se Haru sembra dominare l'incontro, Seiji riesce a intrappolarlo e a usare la sua abilità di comando demoniaco per rubare l'abilità di volo di Haru. Mentre Haru cerca di tenere nascosto l'accaduto a Takumu, la loro amicizia viene messa a dura prova.

Raker spiega ad Haru che, sebbene abbia perso le ali, potrebbe essere in grado di volare se imparasse a usare il “sistema incarnato”, che permette agli avatar di usare certi poteri con la sola forza di volontà. Più tardi, quella sera, Raker spiega come la sua capacità di saltare abbia portato alla sua ossessione per il volo.

Mentre Haru pensa a come affrontare Seiji, riceve una videochiamata da Kuroyukihime, che gli dice di dare alcune informazioni su Seiji a Takumu. Quel giorno, durante la palestra, Takumu sfida Seiji a un combattimento.

A Okinawa, Kuroyukihime è in gita scolastica con la sua amica Megumi. Vengono avvicinate da due Burst Linker locali, Ruka Asagi e Mana Itosu, che chiedono di aiutare il loro maestro a combattere contro un mostro che sta affliggendo la loro comunità Accel.

Ruka e Mana presentano Kuroyukihime al loro maestro, Crimson King, una vecchia conoscenza di Kuroyukihime. Secondo Crimson King, un potente nemico impedisce loro di dare la caccia alle unità nemiche regolari nel campo di Okinawa senza limiti.

Dopo essere stato completamente guarito da Chiyu, Nomi si occupa rapidamente di Takumu e lo sconfigge in modo orribile. Mentre Haru è sopraffatto dalla rabbia, un potere oscuro lo spinge a distruggere Nomi, mostrando un potere simile a quello di Dusk Taker.

Mentre si dirigono verso l'incontro con Yuniko, Haru spiega a Takumu come Seiji abbia incastrato lui e Chiyo. Dopo aver saputo della loro situazione, Yuniko accetta di insegnare ad Haru e Takumu il sistema degli incarnati.

Leopard decide di iscrivere se stessa e Haru a un torneo per attirare Jigsaw e spiega ad Haru come l'uso eccessivo del sistema di incarnazione possa avvicinarlo all'oscurità.

Haruyuki e Takumu partono per la resa dei conti con Nomi. Chiyuri desidera unirsi a loro e i due accettano di farla venire con loro, ma un'imboscata improvvisa da parte di uno sconosciuto Burst Linker intrappola Silver Crow, lasciando Cyan Pile ad affrontare Dusk Taker da solo.

Silver Crow è deciso a chiudere i conti con Dusk Taker una volta per tutte. Dopo una feroce battaglia a mezz'aria, Silver Crow sferra il suo attacco “Incarnazione” a Dusk Taker, ma Lime Bell usa il suo Citron Call per “guarirlo” ancora una volta.