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。
瑞秋·布鲁克·史密斯,K·C·克莱德,柯宾·艾瑞特,道尔顿·贝克
亚当·德赖弗,吉安卡罗·埃斯波西托,娜塔莉·伊曼纽尔,奥布瑞·普拉扎,希亚·拉博夫,达斯汀·霍夫曼,乔恩·沃伊特,劳伦斯·菲什伯恩,塔莉娅·夏尔,詹姆斯·瑞马尔,詹森·舒瓦兹曼,D·B·斯威尼,凯瑟琳·亨特,克洛伊·菲内曼,巴萨扎·盖提,索尼娅·阿马尔,夏洛林·阿莫亚,格蕾丝·万德沃尔,查理·塔尔伯特,伊莎贝尔·库斯曼
麦迪逊·贝利,迈克尔·山克斯,格里芬·格鲁克,安东尼娅·金特里,莎莫·H·豪威尔,瑞秋·克劳福德,梅根·贝斯特,亚当·哈蒂格,塞缪尔·布劳恩,辛妮·比斯顿,Kataem O'Connor,格温多琳·柯林斯,乔丹·佩特尔,Dutchess Cayetano,Chess Tomlinson,Bj·韦罗,Elena Howard-Scott,泰瑞·威瑟斯庞,科琳·弗兰,Samantha Hutchings
何塞·马利亚·亚兹皮克,贝塔·巴斯克斯,伊里娅·德尔·里奥,Francisco Ortiz,Jesús Lloveras,Sergio Crespo,Ali Boulabiar,Mouad Ghazouan,Elena Seijo,Marta Poveda,Ana Garcia Molero,Paloma Otero,Beka Lemonjava,Alberto Ladrón de Guevara,Yuri Mykhaylychenko,Hicham Malayo,Arántzazu Ruiz,María
汤姆·哈迪,切瓦特·埃加福,朱诺·坦普尔,斯蒂芬·格拉汉姆,瑞斯·伊凡斯,佩吉·陆,安迪·瑟金斯,克拉克·巴茨科,阿兰娜·乌巴赫,克里斯托·费尔南德斯,哈拉·芬利,达什·麦克劳德,布鲁克·卡特,伊沃·南迪,奥蒂斯·温斯顿
卡莉·史派妮,戴维·荣松,阿奇·雷诺,伊莎贝拉·莫塞德,斯派克·费恩,吴爱玲,丹尼尔·贝茨,伊安·霍姆,特雷沃·纽林,罗伯特·博布罗茨基,安妮玛丽·格里格斯,罗茜·伊德,索玛·西蒙,本斯·欧科克,维克托·欧利祖