《刀劍神域》這部動畫最初在2012年7月7日至12月22日在TOKYO MX、栃木電視臺、羣馬電視臺、神奈川電視臺首播，共有25話。此外，還有多箇季度和劇場版，如《刀劍神域Ⅱ》在2014年7月5日至12月20日播出，共24話。劇場版《刀劍神域：序列之爭》在2017年2月18日在日本上映。《刀劍神域 Alicization》是動畫的第3期，分爲上半段和下半段，上半段從2018年10月6日至2019年3月30日播出，而下半段的《刀劍神域 Alicization War of Underworld》分爲兩部分，第1部分從2019年10月12日至12月28日播出，第2部分從2020年7月11日起播出。
此外，《刀劍神域》小說原型故事最早於2002年開始發佈，後於2009年改編爲漫畫，並於2012年推出動畫版。