Alita: Battle Angel draait om de lotgevallen van een schijnbaar afgeschreven vrouwelijke cyborg, die gered wordt door een dokter en zo een tweede leven krijgt. Van haar eerste leven herinnert ze zich niets, hoewel haar aanzienlijke vaardigheden in de martial arts een dodelijk beroep suggereren. Ze begint een nieuw bestaan als premiejager en stort zich op het opjagen van de gevaarlijkste criminelen.