A posztapokaliptikus jövőben Ido, a kiberdoktor egy magára hagyott, eszméletlen kiborglányra bukkan. Magához térve kiderül, nem tudja kicsoda, honnan jött és a világot sem ismeri. Miközben Ido óvná őt a rejtélyes múltjától, Alita megtanul eligazodni az új életében és Iron City bűnös utcáin. Ott találkozik Hugóval, aki segítene visszanyerni az emlékezetét, ám az Alita nyomában járó halálos erő…