Yu☆Gi☆Och! Arc-V koncentruje się wokół Yuuyi Sakakiego, tajemniczego rozrywkowego pojedynku znanego jako „The Phantom” wraz z trzema innymi osobowościami: Yuuto, Yuugo i Yuuri. Był ścigany przez Leo Corporation za włamanie się do ich Solid Vision za pomocą systemu masowego i wykorzystał go do własnych celów.
Podczas ucieczki spotyka Yuzu Hiiragi, córkę dyrektora szkoły Syu Zo Duel, która była na skraju bankructwa i oszukała Yuuyę, by została nauczycielką w jej szkole. Jednak zanim Yuuya będzie mógł uczyć w szkole, najpierw musi znaleźć kartę o nazwie Genesis Omega Dragon, która mówi, że określi los świata, który również łączy się z jego rozproszonymi wspomnieniami.
Fabuła osadzona jest w alternatywnej wersji Miami City, gdzie Leo Corporation, kierowana przez swojego prezesa Reiji Akabę, dominuje nad większością systemu Solid Vision w całym mieście. Masowe rozpowszechnienie firmy Solid Vision nie tylko dało początek „pojedynkom akcji”, ale także pomogło ulepszyć miasto w ratowaniu życia i naprawie szkód w przypadku katastrofy, stając się istotnym
