本作は先週放送された『未来のミライ』をはじめ『おおかみこどもの雨と雪』『バケモノの子』など数々の名作を世に送り出してきた細田監督の初完全オリジナル作品。
数学オリンピックの日本代表をあと一歩のところで逃した数学好きの高校生・小磯健二は、買い物から行政手続きまであらゆることができる仮想世界「OZ」のメンテナンスのアルバイトで夏休みを過ごすことに。そんなある日、憧れの先輩・篠原夏希から一緒に田舎に帰ってフィアンセのふりをしてほしいと頼まれ、長野県上田市にある夏希の実家に向かう。親戚一同が集まった席で夏希は健二をフィアンセだと紹介。健二はうろたえながらもフィアンセのふりをする。
その頃「OZ」が何者かによって荒らされ、その影響が現実社会にも及び各所で大混乱が勃発。しかも健二のアカウントが乗っ取られシステムに障害が発生したせいで、健二は容疑者として疑われることになってしまう…というのが本作のストーリー。
主人公の小磯健二の声優には『ジョジョの奇妙な冒険 ダイヤモンドは砕けない 第一章』『フォルトゥナの瞳』などの映画から「集団左遷!!」といったドラマまで俳優として活躍すると同時に、邦画興収歴代1位に輝く『千と千尋の神隠し』と同2位を誇る『君の名は。』の両作に出演するなど声優としても数々の出演作を誇る神木隆之介。
ヒロイン・篠原夏希には『進撃の巨人ATTACK ON TITAN』『焼肉ドラゴン』などのほか、声優としては『ドットハック セカイの向こうに』にも出演している桜庭ななみ。
また細田監督のアニメ版『時をかける少女』（2006）で主演を務め、本作の翌年公開された実写版『時をかける少女』（2010）でもヒロイン役を演じた仲里依紗も声優として出演しているほか、さらに谷村美月、横川貴大、斎藤歩、永井一郎、中村正、富司純子らも共演している。
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金曜ロードSHOW！『サマーウォーズ』は7月19日（金）21時～日本テレビ系にて本編ノーカット放送。
