Alita (Rosa Salazar) budzi się bez świadomości w świecie przyszłości, jakiego nie rozumie. Pieczę nad nią rozciąga Ido (Christoph Waltz), przyjemny doktor, jaki uzmysławia sobie, iż w ciele opuszczonego robota mieści się serce oraz świadomość zdrowej dziewczyny o niezwykłej historii. Alita uczy się obecnego życia na drogach niebezpiecznego Miasta Złomu. Podczas kiedy Ido stara się ochraniać ją przed jej własną tajemniczą przeszłością, kolejny partner Ality, Hugo (Keean Johnson), twierdzi, iż zna sposób, żeby odbudować jej pamięć. Wówczas, kiedy potężne, bardzo niebezpieczne oraz zepsute siły, jakie kierują miastem, rzucają jej wyzwanie, Alita znajduje szyfr do własnej przeszłości - posiada niesamowite możliwości waleczne, natomiast ci, którzy stoją u władzy, nie zatrzymają się przed niczym, żeby zdobyć nad nimi kontrolę. Jeśli Alicie uda się stawić im oblicze, może uratować swych znajomych, familię oraz świat, jaki zdążyła pokochać.