ในโลกอนาคตที่มนุษย์และไซบอร์กอยู่ร่วมกัน ดร.ไอดะ นักวิทยาศาสตร์ผู้ชาญฉลาด พบชิ้นส่วนหุ่นยนต์สาวปริศนาที่ถูกทิ้งในกองขยะ เขาจึงนำมาซ่อมแซมและฟื้นคืนชีพให้เธอในชื่อ "อลิตา" หญิงสาวหุ่นยนต์ผู้ไร้ความทรงจำในอดีต แต่กลับมีพลังการต่อสู้ที่น่าทึ่งและสัญชาตญาณนักรบที่ซ่อนอยู่ เมื่อเธอเริ่มสำรวจโลกใหม่ที่โหดร้าย อลิตาต้องค้นหาความจริงเกี่ยวกับตัวตนของเธอ และเผชิญหน้ากับศัตรูที่ทรงพลังซึ่งจะเปลี่ยนชะตากรรมของเธอไปตลอดกาล
