Yu-Gi-Oh! Arc-V tiene como protagonista a Yuya Sakaki, un estudiante de secundaria que trata de escapar de su realidad con una sonrisa. Pero el duelo por el que está pasando le obliga a tomar a una determinación para conseguir hacer frente a las dificultades por las que pasa.
La historia nos traslada hasta la Maiami en la costa de Japón. La Corporación Leo está dirigida por su presidente Reiji Akaba y gracias a la difusión de la 'Visión sólida maciza' comienza, en la misma ciudad, los Duelos de Actuación. Estos alcanzan una popularidad a nivel mundial y los duelistas se convierten en los héroes de los niños pequeños, a la vez, que estos aprenden todo sobre ellos.
Las escuelas de duelo se abarrotan, entre ellas la Escuela de Duelo You Show que es donde asiste Yuya, quien está aprendiendo a ser duelista. Un día, Yuya termina enfrentándose en un encuentro de exhibición al actual campeón del mundo de Duelo Profesional.
Durante el acto, el colgante que porta Yuya comienza a brillar, dándole acceso a un tipo de invocación nunca antes vista, llamada 'Invocación por péndulo'. Esto hace que la Corporación Leo, la más grande del mundo de los duelos, se interese por él. Pero para su sorpresa, un duelista oscuro está intentando acabar con la Corporación Leo y tiene el mismo aspecto que Yuya.