Действия фильма разворачиваются под сенью альтернативной реальности будущего. События происходят двадцать шестом веке, когда человеческий мир разделился на две части после определённого конца света. На одной стороне в Небесном городе проживают избранные люди, а под сенью городка построенного вокруг огромного металлолома проживают бедное население. Главный герой ученый Идо, бесплатно ремонтирующий сломанных роботов, находит среди груды железа необыкновенную девушку киборга. Из-за отличительной красоты робота, мужчина решает спасти её и даёт новой знакомой имя Алита. Механическая особа идеально обладает боевыми искусствами, является буквально машиной для сражений. Придя в сознание, девушка желает узнать больше о событиях собственного прошлого. Теперь героиня начнёт свой путь в поиске воспоминаний. Однако ключевая фигура истории будет не одна. Найдутся люди, которые захотят помочь основному персонажу. Сюжет, через желания бездушной машины, показывает зрителям, насколько ценной может оказаться память о былых временах. Картина поражает аудиторию реалистичностью графики.