故事发生在遥远的26世纪，外科医生依德（克里斯托弗·瓦尔兹 Christoph Waltz 饰）在垃圾场里捡到了只剩下头部的机械少女将她带回家中，给她装上了本来为自己已故的女儿所准备的义体，并取名阿丽塔（罗莎·萨拉扎尔 Rosa Salazar 饰）。苏醒后的阿丽塔对这个五彩斑斓但却暴力而又残酷的世界产生了浓厚的兴趣，在结识了青年雨果（基恩·约翰逊 Keean Johnson 饰）后，阿丽塔开始接触名为机动球的运动，并在比赛中展现出了惊人的格斗天赋。
在废铁城居民们的头顶，漂浮着巨大的浮空城市撒冷，废铁城居民们的一切劳作和付出，都是为了给撒冷提供继续运作的燃料。在大财阀维克特（马赫沙拉·阿里 Mahershala Ali 饰）所设立的机动球比赛中，最终获得冠军的人能够获得前往撒冷生活的资格，阿丽塔决定利用自己的格斗天赋参加比赛，却被卷入了一个巨大的阴谋之中。
大卫·科伦斯韦,瑞秋·布罗斯纳安,尼古拉斯·霍尔特,埃迪·盖瑟吉,安东尼·卡里根,内森·菲利安,伊莎贝拉·莫塞德,斯凯勒·吉桑多,莎拉·桑帕伊奥,玛利亚·加布里埃拉·德法里亚,艾伦·图代克,普路特·泰勒·文斯,内娃·豪威尔,弗兰克·格里罗,温德尔·皮尔斯,贝克·班尼特,克里斯托弗·麦克唐纳,米凯拉·胡佛,特伦斯·罗斯摩尔,迪内希·迪亚加拉詹,布莱德利·库珀,安吉拉·萨拉弗安,米莉·阿尔柯克,约翰·塞纳,肖恩·古恩,威尔·里夫
马提亚斯·施维赫夫,露比·欧·菲,弗雷德里克·劳,穆拉桑·木苏鲁,约瑟夫·贝鲁塞克,亚历山大·拜尔,西拉-安娜 法尔,Salber Lee Williams,Axel Werner
阿丽亚,刘剑羽,罗立群,黄格选,张春仲,王妍苏
格雷格·艾维甘,瑞秋·克劳福德,克劳迪亚·米歇尔森,大卫·休莱特,Diego Matamoros,克雷·班奈特,Gene Mack,劳伦斯·贝恩
Marshall Grauer,Wade Popwell,Paul Galloway,Gerald Cruse
罗伯特·阿姆斯特勒,纳迪娅·兰弗朗尼,John J,Anthony Sant'Anselmo,Gemma Donato,泰德·阿德尔曼,Rafael Siegel,Bonnie Antonini,Andrew Boetjer,Thomas Falzarano,Raymond Isenberg,James Miller,Buck King,Andreas Abramson,Tony Altstatt,Ian Dalziel,Jared Hutcheson,Alex DeCausemaker