Nos encontramos en un futuro lejano e indeterminado donde existen dos mundos: la ciudad flotante donde viven los mejores seres humanos entendidos como una raza superior, y la ciudad de los desperdicios, que es la tierra, donde va a parar toda la basura de la ciudad flotante y donde se encuentran los yonkis, renegados, androides, y el resto de humanos calificados de purria. En el mundo de los desperdicios un doctor y mecánico de cyborgs llamado Ido encuentra una cabeza de androide con cerebro humano a la que llama Alita (Gally) a la que consigue un cuerpo. A partir de ese momento convivirán juntos, casi como padre e hija, pero Alita no recuerda nada de su pasado y en lo más profundo de su ser sabe que está destinada a usar su fuerza y bondad para ayudar a la gente. Alita tiene la apariencia de una jovencita feliz e inocente, y poco a poco irá descubriendo cosas de su pasado que harán que ella intente cambiar las cosas.