末日年夜战的300年后，外科医生依德在垃圾场里捡到了只剩下头部的机械少女将她带回家中，给她装上了原来为自己已故的女儿所准备的义体，并取名阿丽塔。苏醒后的阿丽塔完全丧失了记忆，对自己的身世一无所知，且对这个五彩斑斓但却暴力残暴的世界产生了浓厚的兴趣，同时天性善良的她也因为自傲亲睦胜惹来不少麻烦。在结识了青年雨果后，阿丽塔开始接触名为灵活球的运动，因为她优秀的机甲术技能，强年夜的战斗力，阿丽塔在竞赛中展现出了惊人的搏斗天赋，与此同时，她也被卷入了一个巨年夜的阴谋之中。