Ambientato nel 26a secolo, Alita (Rosa Salazar) è un cyborg che viene scoperto in un deposito di rottami dal dottor Daisuke Ido (Christoph Waltz). Senza alcun ricordo della sua vita precedente, fatta eccezione per l'incredibile addestramento nelle arti marziali memorizzato dal suo corpo, Alita diventa una spietata cacciatrice di taglie, sulle tracce dei peggiori criminali del mondo.