.hack//Quantum พาเข้าสู่โลกของเกมออนไลน์ “The World R” ที่ผู้เล่นสามารถใช้ชีวิตและออกผจญภัยในโลกเสมือนได้อย่างอิสระ โดยมี ซากุยะ, โทเบียส และแมรี่ สามเพื่อนซี้ที่รวมทีมกันออกตามล่าของหายากและลงดันเจี้ยนสุดอันตราย

แต่การผจญภัยครั้งหนึ่งกลับกลายเป็นจุดเริ่มต้นของเรื่องวุ่นวาย เมื่อซากุยะเผลอทำให้ภารกิจของกิลด์ใหญ่พังไม่เป็นท่า จนทั้งสามคนถูกตั้งค่าหัวและต้องกลายเป็นเป้าหมายของผู้เล่นคนอื่น

ระหว่างที่กำลังหลบหนี ซากุยะได้พบกับ เฮอร์มิต ตัวละครปริศนาร่างแมวที่เข้ามาช่วยเธอเอาไว้ และการพบกันครั้งนี้ก็นำพาทั้งกลุ่มเข้าสู่เหตุการณ์ที่เกินกว่าจะมองว่าเป็นเพียงบั๊กธรรมดาในเกม

เมื่อพวกเขาหลงเข้าไปในพื้นที่ลึกลับ กฎของโลกเสมือนกลับเปลี่ยนไป เพราะความเสียหายที่เกิดขึ้นกับตัวละครอาจส่งผลต่อผู้เล่นในโลกจริง และเพื่อนของพวกเขาต้องเผชิญกับอันตรายที่ไม่สามารถกดออกจากเกมได้ง่าย ๆ

ซากุยะจึงต้องร่วมมือกับโทเบียสและเฮอร์มิต เพื่อค้นหาความจริงเบื้องหลังเหตุการณ์ประหลาด พร้อมหาทางช่วยแมรี่ที่ตกอยู่ในสถานการณ์อันตราย