电视动画《刀剑神域外传 Gun Gale Online》改编自时雨泽惠一原作、黑星红白插画、川原砾监修的《刀剑神域》外传同名轻小说 ，于2017年10月1日在“电击文库 秋之祭典2017”中发表制作企划 。该作以电视动画正传第2期《刀剑神域Ⅱ》中“幽灵子弹篇”出现的FPS型VR游戏“GGO（Gun Gale Online）”为基础设定，讲述少女小比类卷香莲在GGO中寻找答案的故事。动画由Studio 3Hz负责制作，于2018年4月7日起每周六在TOKYO MX、枥木电视台、群马电视台、BS11首播。 在枪与钢铁的世界“Gun Gale Online”享受着单人游戏的女性玩家·莲。喜欢可爱事物的她，全身清一色的粉红色装备，不断累积游戏经验，并逐渐增强实力。之后，由于某件事而对于PK（玩家狩猎）觉醒了兴趣的莲沉迷于PK中，并终于到达被人称作“粉红恶魔”的地步。 这样的莲，与神秘的美女玩家·Pitohui相遇，并和她意气相投。莲按照她所说的，参加了小队作战活动“特攻强袭”。
《Gun Gale Online》是一款钢铁与枪械的游戏，这时游戏中正要举行一个名为“Squad Jam特攻强袭”的队伍混战活动。游戏ID为“莲”的小比类卷香莲为了拿到神崎艾沙现场演唱会的门票，和同伴“M”组队参加这个活动，“M”身形高大却智慧过人，在队伍中负责拟定战略，而人物身形娇小的莲身为队长，却是负责冲在最前面，这一大一小的组合，能在活动中赢得胜利吗？
小比类卷香莲进入东京的某间大学就读，却因为身高的事情让她很自卑，所以没办法过着想像中的学生生活。某一天，她对“能成为另一个自己”感到兴趣，在故乡的好友筱原美优的教导下，购买了VR游戏与游戏装置“AmuSphere”。为了拥有自己喜爱的人物角色，香莲试了好几个VR游戏，终于找到了《Gun Gale Online》这款游戏。
组队对抗的队伍混战赛“Squad Jam特攻强袭”在《Gun Gale Online》的日本伺服举行，Pitohui来向莲打探，想知道她是不是有意愿参加，让莲觉得有点犹豫。虽然想要参加比赛，但是那天是歌手神崎艾莎举办演唱会的日子。结果莲没有拿到门票，于是决定参加比赛。“好啊，我会尽情发泄的！”莲与Pitohui介绍的大汉M，一起前往战场。
队伍混战对抗赛“Squad Jam特攻强袭”活动开始，一个小时很快就过去了。莲和M两人依然存活在战场上。“确定有第3名了……顺利的话，搞不好真的能拿下冠军。”莲他们因为战况顺利而有点放松下来，这时却离到敌人的突袭。在枪林弹雨当中，M从背包里拿出特殊装备，告诉莲要如何作战。作战计划的内容是莲全都逃跑，引开敌人的注意力，在那期间由M来狙击敌人。这个作战计划能顺利完成吗……？
“Squad Jam特攻强袭”开始经过了1小时15分，参加的队伍只剩莲他们和另外一队，莲丢下突然得混乱的M，莲独自一人前去与另一队决战。“最后一战，我来！不过，也只是尽量啦。”敌对的队伍“SHINC”的成员有六个人，枪林弹雨中，莲运用自己的敏捷度，到战场上东躲西闪。不过，到处逃跑可没办法取胜。当她发现这一点之后，她绰号小P的爱枪P90开始对她说话。“你终于发现了啊！”听说小P的想法之后，莲开始正面与敌人对决。
六名高中女生来到莲的本人──小比类卷香莲的居室，她们是在“Squad Jam特攻强袭”里，与莲最后一战的对手玩家。香莲在和好朋友筱原美优叙旧的时候，接到了一封信，就是即将举办第二届“Squad Jam特攻强袭”的通知。香莲没打算参加比赛，然而，在她回到东京，正要走进自己租屋的大厦时，一个男人出现在他眼前。
“第二届Squad Jam特攻强袭”即将举行，这次小比类卷香莲的朋友筱原美优也参战，她从别的VRMMORPG将人物角色转移过来，以名为不可次郎的人物，开始玩《Gun Gale Online》，莲带着不可次郎去买武器，但是……“不过，在那之前得先登记参赛！”莲要参加第二届Squad Jam的消息公布之后，第一届Squad Jam的对手们，全都开始准备打败莲。
“第二届Squad Jam特攻强袭”正式开战，莲和不可次郎的起始位置在地图最西北边的地区。10分钟后，卫星扫描开始，各队队长的位置将会显示在地图上，莲在地图上找寻Pitohui和M的所在位置，然而……他们却在相当遥远的地方。莲和不可次郎朝着Pito他们的队伍“PM4”的方向开始进军，没多久，她们在城市里发现了一支队伍，走在前面的不可次郎打算发动攻击，没想到踩到地雷陷井无法行动，突然面临危险的莲……“你待在这里，我让你见识一下SJ冠军的实力。”
为了打倒Pitohui他们的队伍“PM4”，有好几支队伍联合起来，开始向他们发动攻击，Pitohui他们的命运究竟会如何呢？这时，莲与不可次郎朝着“PM4”目前的所在位置，以最短的距离冲过去。虽然穿过耸立在眼前的大巨蛋是最快的，但是那里有三支队伍在。“这次要枉费幸运女郎之名了……”结果，巨蛋里传来好几道枪声，看来是两支敌对的队伍在战斗，要是敌人可以互相解决掉对方……莲心里这么想着，却觉得那枪声有点奇怪。
莲和不可次郎在巨蛋里遭受袭击，没想到另一边是新体操社的老大，她们反而得救。赶走MMTM后老大向莲单挑，莲却不答应，于是不可次郎说出了Pitohui如果没在SJ2赢得冠军就挂掉，现实当中也会死亡的事。听完之后，老大她们决定要帮忙，两队拟定了“点心作战计划”。
Pitohui复活了，强大的队伍“MMTM”被她一个人全部解决掉。老大所率领的“SHINC”与莲的搭挡不可次郎，冲向Pitohui躲藏的木屋，看到同伴一个接一个被子弹击中，小莲终于爆发了。“随便怎样都好，总之就是宰了她！用匕首也好，用其他方法也行，我要把Pito姊给宰了！”第二届Squad Jam，开始进入最后的压轴好戏。其他被打倒的敌对队伍成员和观众都在看着她们，莲与Pitohui和M对决，正式开始。“那就是我想要打倒的莲。”
第二届“Squad Jam”也终于迎向最后的高潮点，莲与Pitohui开始一对一单挑。“让我像这样被逼到绝境，全多亏了有你。我真高兴可以这么热血沸腾的一决胜负。”Pitohui说，她是真的赌命在玩游戏。而莲却开始对她说一些挑衅的话，煽动她的情绪，在激烈的战斗当中，莲被逼到了生死一线间。到底她们两人的对战，结果如何？谁能称霸第二届“Squad Jam”呢？然后，莲有办法拯救Pitohui的性命吗？
