Poslovnež Oh Dae-su se neke noči leta 1988 znajde zaprt v majhni hotelski sobi brez oken in tam ostane petnajst let. Ne ve, kdo ali zakaj mu je naprtil kruto kazen. Kriv je brez krivde. Izdeluje sezname ljudi, ki jih je v življenju prizadel, da bi našel razlog. Njegovi neusmiljeni ugrabitelji ga preživljajo in hranijo s pomirjevali. Družbo mu dela le televizija. Po petnajstih letih samotne agonije je Oh Dae-su vržen v prostost. V žepu ima denar in mobilni telefon, na sebi drago obleko, v sebi pa sovraštvo in en sam cilj: maščevati se neznancu, ki mu je, dozdevno brez razloga, odvzel življenje.

Film je postavljen nekaj stoletij v prihodnost, v Iron Cityju, kjer zapuščeno Alito nezavedno najde simpatični kiber zdravnik Ido, ki jo pripelje na svojo kliniko. Ko se Alita zbudi, se ne spomni, kdo je, niti ne prepozna sveta, v katerem je. Aliti je vse novo, vsaka izkušnja je na prvem mestu. Ko se nauči krmariti po svojem novem življenju in ulicah železnega mesta, jo Iro skuša zaščititi pred svojo skrivnostno preteklostjo, medtem ko ji njen novi ulični prijatelj Hugo poskuša pomagati, da se spomni svoje preteklosti. Med njima se razvija vse večja navala, dokler po Alito ne pridejo smrtonosne sile in ne prekinejo njenega novega odnosa. Nato Alita odkrije, da ima izredne borilne veščine, ki jih lahko uporabi za reševanje svojih ljubljenih. Odločena, da bo odkrila resnico o svojem izvoru, se Alita poda na pot, ki jo bo vodila v boju proti krivicam tega temačnega, pokvarjenega sveta.