Des adaptations de la série de light novel sont publiés dans le magazine Dengeki Bunko Magazine. Le premier arc, Aincrad, est dessiné par Tamako Nakamura et a été prépublié entre septembre 2010 et mai 2012 avant d'être compilé en deux volumes en septembre 2012. Le deuxième arc, Fairy Dance, est dessiné par Hazuki Tsubasa, est prépublié depuis mai 2012 et deux tomes sont sortis en août 2013.
Une série humoristique au format yonkoma, nommée Sword Art Online 4koma et dessiné par Jūsei Minami, est publié depuis septembre 2010. Une autre série dérivée nommée Sword Art Online Girls Ops et dessiné par Neko Nekobyō est publiée depuis le 10 juin 2013 dans le magazine Dengeki Bunko Magazine.
Hors du Japon, Yen Press va publier le manga Aincrad en 2013.
L'adaptation en série télévisée d'animation a été annoncée au Dengeki Bunko Autumn Festival 2014. Celle-ci est produit par le studio A-1 Pictures, réalisé par Tomohiko Ito avec des musiques de Yuki Kajiura5. Il a été diffusé sur Tokyo MX, tvk, TVS, TVA, RKB, HBC et MBS entre le 7 juillet et le 22 décembre 2012. En France, l'anime est diffusé en streaming légal et payant par Wakanim8 et édité en DVD et Blu-ray par IDP Home Video depuis juillet 2013.
Un épisode spécial nommé Sword Art Online Extra Edition a diffusé le 31 décembre 2013 au Japon. Une seconde saison, Sword Art Online II, a été annoncée à cette occasion, et est prévue pour 2014.
L'auteur Reki Kawahara a déclaré que l'anime était différent de sa série de romans, notamment dans le développement plus poussés des environnements et de certains personnages mineurs comme Kibaou et Argo, et que ça lui avait donné envie d'écrire des histoires dérivées les concernant.
