Yu☆Gi☆O! Arc-V centre yra Yuuya Sakaki, paslaptingas pramogų dvikovininkas, žinomas kaip „Fantomas“, kartu su trimis kitomis jo asmenybėmis: Yuuto, Yuugo ir Yuuri. Jį persekiojo korporacija „Leo“ už įsilaužimą į jų „Solid Vision“ su masine sistema ir panaudojo ją savo tikslams.
Bėgdamas jis sutinka Yuzu Hiiragi, ant bankroto slenksčio atsidūrusios Syu Zo Duel mokyklos direktoriaus dukrą ir apgaule apgavo Yuuya, kad ji sudarytų sutartį tapti mokytoja savo mokykloje. Tačiau, kad Yuuya galėtų mokyti mokykloje, jis pirmiausia turi rasti kortelę, pavadintą „Genesis Omega Dragon“, kuri lems pasaulio likimą, kuris taip pat buvo susijęs su jo išsibarsčiusiais prisiminimais.
Istorija vyksta alternatyvioje Majamio miesto versijoje, kur Leo Corporation, kuriai vadovauja jos prezidentas Reiji Akaba, dominuoja daugelyje Solid Vision sistemos visame mieste. Bendrovės Solid Vision plitimas masiškai ne tik pagimdė „veiksmo dvikovas“, bet ir padėjo pagerinti miestą, gelbėjant gyvybes ir atitaisant žalą nelaimės atveju, tapdamas gyvybiškai svarbiu
