Alita: Battle Angel menceritakan Alita, robot yang dilahirkan kembali berkat kemampuan Dr. Ido, seorang dokter yang menyadari potensi Alita. Tinggal di Iron City, Ido mencoba untuk melindunginya dari masa lalunya misterius. Sedangkan, teman barunya, Hugo justru membantu mendapatkan kembali ingatannya yang hilang.