Αρκετούς αιώνες μπροστά στο μέλλον, η εγκαταλειμμένη Αλίτα βρίσκεται στον σκουπιδότοπο της Iron City από τον Ίντο, έναν καλόψυχο κυβερνο-γιατρό που παίρνει την αναίσθητη σάιμποργκ Αλίτα στην κλινική του. Όταν αυτή ξυπνάει, δεν έχει καμία μνήμη για τον ποια είναι, ούτε αναγνωρίζει τον κόσμο που βρίσκεται. Όλα της είναι καινούργια, κάθε εμπειρία της είναι σαν πρώτη. Καθώς μαθαίνει σιγά-σιγά να ορίζει τη νέα της ζωή στους επικίνδυνους δρόμους της πόλης, ο γιατρός προσπαθεί να την απομακρύνει από τις μνήμες της, ενώ ο καταφερτζής νέος της φίλος Ούγκο προσπαθεί το αντίθετο.