W 2563 roku, trzysta lat po wojnie „Upadek”, tajemniczy naukowiec dr Dyson Ido znajduje na złomowisku część kobiecej cyborga i zabiera ją do swojego laboratorium. Odkrywa, że ​​jej ludzki mózg jest amnetyczny, ale nienaruszony, i nadaje cyborgowi imię swojej zmarłej córki Ality. Alita spotyka na ulicy byłą żonę doktora Ido, Chirena, który jest również naukowcem pracującym dla potężnego Zapana, i zaprzyjaźnia się z młodym Hugo, który przynosi doktorowi Ido części cyborga i dowiaduje się, że oboje marzą o przeprowadzce miasto Zalem. Hugo uczy Alitę jak grać w Motorball, a ona dowiaduje się, że mistrz Turnieju Motorball przenosi się do Zalem. Wkrótce Alita odkrywa, że ​​dr Ido jest myśliwym wojownikiem i po znalezieniu jej ciała cyborga w rozbitym statku kosmicznym, postanawia zostać również myśliwym wojownikiem, ale dr Ido odmawia zastąpienia jej ciała. Kim była Alita i jaki jest sekret ciała cyborga znalezionego przez Alitę? Zobaczmy, co się stanie.