故事发生在位于千叶县的立总北高中内，小野田坂道（山下大辉 配音）是一名彻头彻尾的御宅族，沉迷于二次元文化之中。在小野田的整个初中时代，他都没有能够找到志同道合的同好，因此他做出了一个决定，那就是一定要在高中加入动漫社。哪知道动漫社因为人员不足而解散了，这让小野田好不容易燃起的斗智宛如浇了一盆冷水。                                                                      　　一次偶然中，小野田骑着自行车爬坡的姿态被骑行社的今泉俊辅（鸟海浩辅 配音）看到了，今泉是一位经验非常丰富的自行车运动员，从初中时代起就开始参加各类比赛，在小野田的身上，今泉看到了过人的骑行天赋，于是决定游说他加入骑行社。

故事的舞台是互联网系统发达的都市「DEN CITY」。                                                                      　　在那里有经由巨型企业「SOL技术社」通过高度的网络技术构筑而成的被称为「LINK VRAINS」的VR空间。人们都在那个VR空间中为体验到全新的决斗而狂热。可是在「LINK VRAINS」中却出现了利用决斗来进行黑客行为的谜之黑客集团「海诺因骑士团」。而他们的目标是将存在于互联网的某处的“AI们的世界=电子界”毁灭。                                                                      　　然而在世界受到这样的威胁时，有一名决斗者站了出来。而他的名字正是「Playmaker」。                                                                      　　在那场传奇的战斗中，「Playmaker」使用压倒性的决斗将「海诺因骑士团」打倒，成功捕获了「SOL技术社」和「海诺因骑士团」都想要得手的迷之AI程序。一度拯救了世界，然后却突然消声匿迹了，而他的名字就在互联网的世界中一瞬间变得声名远播，成为了传说。                                                                      　　而现在，作为「Playmaker」的正体的某位高中生藤木游作，为了寻找过去发生的某件事件的真相，对再次在「VRAINS」出现的「海诺因骑士团」展开了追击......  以此为契机，命运的齿轮就此转动……                                                                      　　迷之AI的真身，「海诺因骑士团」盯上「Link Vrains」的目的，以及隐藏在游作过去的真相到底是———                                                                      　　所有的答案，都在「Link Vrains」中

自那之后已经过去了5年。Amazon几乎被驱除，世界趋于和平。但是被Amazon细胞感染的普通人Amazon化的现象在持续发生扩大，为此政府组成了新组织4C，秘密驱除Amazon化的人类。                                                                      　　其中，幼年时期被Amazon养大的少年·千翼变身假面骑士Amazon Neo与Amazon战斗。但在被生来的吃人冲动所驱使的他的面前出现的是，变身为乌鸦Amazon并作为生物兵器战斗的少女·优。对于这样的优，他第一次没有产生“想吃”的想，并被她吸引着。而优的真面目是被Amazon化的父亲杀死后，作为Sigma型而复活的Amazon。

阿尔扎诺帝国帝国魔术学院的兼职讲师格伦·勒达斯是假自习之名行打瞌睡之实的惯犯。就算难得站上了讲台，他也是专搞直接把课本钉在黑板上之类的花招，耍废的程度连学生也不以为然。被这样的格伦惹恼的学生──有着“师见愁”之名的希丝缇娜·菲伊贝鲁向他提出了决斗。结果令人遗憾地，格伦以悬殊的差距吞下了败战……然而学校发生了前所未有的恐怖事件，学生也无一幸免地受到了波及。“不许伤害我的学生！”如此说的格伦于此时发挥了真正的本领！

青山君（置鲇龙太郎 配音）是富士美高中足球部的种子选手。身为前锋的他，拥有着极强的体力和爆发力，传说中，只要有他加入的球队，总会在比赛中得到最后的胜利。可是，虽然青山君十分擅长足球这项崇尚身体碰撞，尽情挥洒汗水的运动，但他本身却是一个有着极度洁癖，异常厌恶身体接触的人，甚至在竞争激烈的赛场上，青山君也要带上橡胶手套。和青山君一起拼搏的，有身材壮硕个性傲娇外冷内热的财前勋（关智一 配音）、头脑冷静擅长理性分析，仿佛军师一般存在的坂井一马（保志总一朗 配音）、拥有着使用屁股顶球的特技的冢本仁（阪口大助 配音）。

这里是空中漂浮着众多岛屿的空之世界。在信奉神秘的岛屿“赛克汀瑟”上生活的少年格兰，以及会说话的羽蜥碧，某天，遇见了谜之美少女——露莉亚。露莉亚，是从企图以强大的军事力量支配这个空之世界的军事国家艾尔斯提帝国那里逃来的。格兰与露莉亚为了逃离帝国，带着格兰的父亲留下的写有“在星之岛伊斯塔鲁西亚等着”的书信，展开了前往壮大天空的旅程。格兰，在赛克汀瑟岛和羽蜥碧一起生活的少年。以失踪了的父亲留下的书信写着的“星之岛，伊斯塔鲁西亚”为目标，平时总是日不间断地锻炼，爱向有困难的人伸出温暖的援手。以跟露莉亚的相遇为契机，离开故乡踏上旅途。露莉亚，拥有驾驭星晶兽的能力的少女。被试图研究这种特殊能力的艾尔斯提帝国幽禁起来。从帝国逃脱过程中被格兰所搭救，和他一起踏上旅途。碧，从格林小时候开始就伴随其左右一起生活，如同搭档般的存在。喜欢吃苹果。讨厌被别人当作蜥蜴和小动物对待。卡塔莉娜·亚莉泽，艾尔斯提帝国的骑士。曾经担任露莉亚的护卫和监视工作，但是知道了帝国是想利用露莉亚来获取强大的力量一事后，向帝国举起了反旗。把露莉亚当作妹妹一样重视。拉卡姆，操纵飞渡天空的飞艇“骑空艇”的精明能干的操舵士。受到过去的事故的打击而拒绝再乘上骑空艇。虽然看似很粗鲁的一个人，实际上是很会照料别人，也有好管闲事的一面。