数百年先の未来。＜アイアン・シティ＞のスクラップの山の中で意識を失った状態で発見されたサイボーグの少女“アリータ”は、サイバー・ドクターの“イド”によって助け出される。目を覚ましたアリータだが自分の過去も、自分がいる世界についての記憶も一切ない。ある時自分が持つ並外れた戦闘能力に気付き、自らの出生の秘密を見つけようと決意する。その過程で世界の腐敗に気づき世界を変えようと挑むが……。