Auf einer Müllhalde in der gesetzlosen Siedlung Scrapyard, weit unterhalb der mysteriösen Weltraumstadt Zalem, macht der in Ungnade gefallene Cyber-Doktor Daisuke Ido einen seltsamen Fund: den abgetrennten Kopf einer Cyborg-Frau, die all ihre Erinnerungen verloren hat. Er nennt sie Alita und stattet sie mit einem mächtigen neuen Körper aus, dem Berserker. Während Alita sich an keine Details ihres früheren Lebens erinnert, erweckt ein Moment der Verzweiflung in ihren Nerven die legendäre Kampfsportart Panzer Kunst wieder.