遥远的26世纪，外科医生艾德（克里斯托夫华尔兹ChristophWaltz饰）捡起一个垃圾桶里没有头的机械女孩带回家，并给她换上了一个垃圾桶里没有头的机械女孩。义肢由他已故的女儿准备，名叫阿丽塔（罗莎·萨拉查）。醒来后的阿丽塔对这个五光十色却充满暴力残酷的世界产生了浓厚的兴趣。在与年幼的雨果（基恩·强森KeeanJohnson饰）相识后，阿丽塔开始接触到名为MotorBall的游戏。这项运动，并在比赛中展现出惊人的格斗天赋。在废铁城居民的头顶上方，是一座巨大的浮空城塞勒姆。废铁城居民所做的一切工作和努力，都是为了给塞勒姆继续运转提供燃料。在大财阀维克多（马赫沙拉阿里饰）举办的摩托球大赛中，最终获得冠军的人可以获得在塞勒姆居住的资格。阿丽塔决定发挥她的格斗天赋来参加比赛。被卷入一场巨大的阴谋。
