Saat Alita terbangun tanpa ingatan mengenai siapa dirinya di dunia masa depan yang tidak dikenalinya, ia dirawat oleh Ido, seorang dokter penyayang yang menyadari bahwa di suatu tempat dalam cangkang cyborg yang terbengkalai ini terdapat hati dan jiwa seorang wanita muda dengan masa lalu yang luar biasa.