Podczas przeszukiwania złomowiska, doktor zajmujący się cybernetyką – Dyson Ido, odkrywa szczątki kobiety-cyborga z wciąż żywym mózgiem. Ido naprawia jej „rdzeń” i podłącza zastępcze ciało, lecz dziewczyna cierpi na amnezję. Nadaje jej imię po swojej córce, Alita. Nie pamiętając swojej przeszłości, Alita uczy się nowego życia na ulicach zdradliwego Miasta Złomu. W miarę jak odkrywa swoje zdolności bojowe, wyrusza na emocjonującą podróż, aby dowiedzieć się kim jest i stawić czoła swoim prześladowcom.