Ko se v svetu prihodnosti Alita (Rosa Salazar) prebudi brez spomina na to, kdo pravzaprav je, zanjo poskrbi Ido (Christoph Waltz), sočutni kiberfizik, ki ugotovi, da sta v zapuščenem telesu kiborga srce in duša mlade ženske z izjemno preteklostjo.

Alita se počasi privaja na svoje novo življenje na nepredvidljivih ulicah Železnega mesta, Ido pa jo skuša zaščititi pred njeno skrivnostno zgodovino. Medtem ji njen novi prijatelj Hugo (Keean Johnson) pomaga pri obujanju spominov iz preteklosti.

Šele ko se nadnjo zgrnejo temačne sile pod vodstvom Vectorja (Mahershala Ali), začne Alita zares spoznavati svojo pravo preteklost – v sebi odkrije edinstvene bojne sposobnosti, ki jih ne more ustaviti nihče. Če ji uspe preživeti, bo Alita prinesla odrešitev za prijatelje, družino in za svet, ki ga je med odraščanjem vzljubila.