Σε μια χωματερή στον παράνομο οικισμό Scrapyard, βαθιά κάτω από τη μυστηριώδη διαστημική πόλη Zalem, ο έκπτωτος κυβερνογιατρός Daisuke Ido βρίσκει το αποκομμένο κεφάλι μιας κυβοργκ γυναίκας χωρίς αναμνήσεις. Τη βαφτίζει Alita και της δίνει ένα νέο ισχυρό σώμα, το Berserker. Παρότι δεν θυμάται το παρελθόν της, μια στιγμή απελπισίας ξυπνά μέσα της τη θρυλική πολεμική τέχνη Panzer Kunst. Σε έναν τόπο όπου δεν υπάρχει δικαιοσύνη πέρα από αυτή που δημιουργούν οι άνθρωποι, η Alita αποφασίζει να γίνει κυνηγός δολοφόνος και να προστατεύει τους αδύναμους, αλλά πρέπει να παλέψει για να κρατήσει την ανθρωπιά της καθώς αρχίζει να απολαμβάνει τη δική της αιματοχυσία.