Film je postavljen nekaj stoletij v prihodnost, v Iron Cityju, kjer zapuščeno Alito nezavedno najde simpatični kiber zdravnik Ido, ki jo pripelje na svojo kliniko. Ko se Alita zbudi, se ne spomni, kdo je, niti ne prepozna sveta, v katerem je. Aliti je vse novo, vsaka izkušnja je na prvem mestu. Ko se nauči krmariti po svojem novem življenju in ulicah železnega mesta, jo Iro skuša zaščititi pred svojo skrivnostno preteklostjo, medtem ko ji njen novi ulični prijatelj Hugo poskuša pomagati, da se spomni svoje preteklosti. Med njima se razvija vse večja navala, dokler po Alito ne pridejo smrtonosne sile in ne prekinejo njenega novega odnosa. Nato Alita odkrije, da ima izredne borilne veščine, ki jih lahko uporabi za reševanje svojih ljubljenih. Odločena, da bo odkrila resnico o svojem izvoru, se Alita poda na pot, ki jo bo vodila v boju proti krivicam tega temačnega, pokvarjenega sveta.