Yu☆Gi☆Åh! Arc-V centrerer sig om Yuuya Sakaki, en mystisk underholdningsduellist kendt som "The Phantom" sammen med hans tre andre personligheder: Yuuto, Yuugo og Yuuri. Han blev jagtet af Leo Corporation for at hacke sig ind i deres Solid Vision med massesystem og brugte det til sit eget formål.
Mens han er på flugt, møder han Yuzu Hiiragi, datter af rektor på Syu Zo Duel School, der var på randen af konkurs og narrede Yuuya til en kontrakt om at blive lærer på hendes skole. Men før Yuuya kunne undervise på skolen, skal han først finde et kort kaldet Genesis Omega Dragon, som sagde, at det vil afgøre verdens skæbne, som også var forbundet med hans spredte minder.
Historien foregår i en alternativ version af Miami City, hvor Leo Corporation, drevet af dets præsident Reiji Akaba, dominerer det meste af Solid Vision-systemet i hele byen. Udbredelsen af virksomhedens Solid Vision med masse affødte ikke kun "Action Duels", men hjalp også med at forbedre byen med at redde liv og reparere skader i tilfælde af katastrofe, der blev en vigtig
