I en avfallsplass i den lovløse bosetningen Scrapyard, dypt under den mystiske rombyen Zalem, gjør den fallerte cyborglegen Daisuke Ido et usedvanlig funn: en avskiltet hode av en cyborgkvinne som har mistet alle minner. Han gir henne navnet Alita og utruster henne med en kraftig ny kropp, kalt Berserker. Selv om Alita ikke husker detaljer fra livet hun en gang levde, vekker et øyeblikk av fortvilelse nervebanene hennes og gjenoppliver minner fra den legendariske kampsporten Panzer Kunst.
