Lorsqu'Alita se réveille sans aucun souvenir de qui elle est, dans un futur qu'elle ne reconnaît pas, elle est accueillie par Ido, un médecin qui comprend que derrière ce corps de cyborg abandonné se cache une jeune femme au passé extraordinaire. Ce n'est que lorsque les forces dangereuses et corrompues qui gèrent la ville d'Iron City se lancent à sa poursuite qu'Alita découvre la clé de son passé