По мотивам манги "Gunnm" Юкито Кисиро. 2563 год. Прошло 300 лет после Великой войны, которая едва не уничтожила человечество. В мире сохранился лишь единственный летающий город Залем. Под ним раскинулся обширный Айрон-Сити. Его обитатели обслуживают жителей Залема, которые тщательно заботятся о том, чтобы сохранять над соседями своё технологическое превосходство. Киберхирург Дайсон Идо отправляется на свалку в поисках деталей. К своему удивлению, он находит бюст девушки-киборга с исправным мозгом. Дайсон решает оживить её, пересадив в искусственное тело, которое он когда-то сконструировал для покойной дочери-инвалида. Девушка приходит в себя, однако она ничего не помнит о себе и своём прошлом. Дайсон называет её Алитой в честь дочери. Она замечает, что Идо каждую ночь куда-то уходит. Девушка решает проследить за ним и выясняет, что Дайсон является охотником за головами, преследующим киборгов-преступников. Более того, она спасает его от неминуемой гибели, и во время схватки у неё пробуждаются воспоминания о личном участии в каком-то сражении на Луне. Алита хочет помогать Дайсону бороться с негодяями, но он выступает против этого. Между тем, о необычной девушке становится известно Кирен - бывшей жене Идо. Она стремится попасть на Залем, и у неё появляется возможность воплотить свою мечту в реальность. Но для этого Кирен необходимо добыть мозг Алиты - источник уникальных технологий...

Алита: Боевой ангел