Alita (Rosa Salazar), kim olduğunu veya nereden geldiğini bilmediği bir halde, tanımadığı bir gelecekte uyanır. Şefkatli bir doktor olan Ido (Christoph Waltz) onu yanına alır ve cyborg görüntüsünün altında olağanüstü bir geçmişe sahip genç bir kadının kalbi ve ruhu olduğunu fark eder. Alita, yeni hayatına alışmaya çalışırken, Doktor Ido da onu gizemli geçmişinden korumaya çalışır.