Radnja filma je smještena nekoliko stoljeća u budućnost, u gradu Iron City, u kojem napuštenu Alitu u besvjesnom stanju pronalazi suosjećajni cyber-liječnik Ido koji je dovodi u svoju kliniku. Kada se Alita probudi, ne sjeća se tko je, niti prepoznaje svijet u kojem se nalazi. Aliti je sve novo, svako iskustvo joj je prvo. Dok uči navigirati svojim novim životom i ulicama Iron Cityja, Iro je pokušava zaštititi od njezine misteriozne prošlosti, dok joj njezin novi prijatelj s ulice, Hugo, pokušava pomoći da se sjeti svoje prošlosti. Između njih dvoje se počne razvijati sve veća zaljubljenost, sve dok smrtonosne snage ne dođu po Alitu i krenu narušavati njezine novostečene odnose. Tada Alita otkriva da ima izvanredne borilačke sposobnosti koje može iskoristiti kako bi spasila svoje voljene. Odlučna da otkrije istinu o svom porijeklu, Alita kreće na put koji će je voditi u borbu protiv nepravdi ovog mračnog, korumpiranog svijeta.
Gotham Cityju ovaj put prijeti dvostruka opasnost - zločinački par koji čine Two-Face (Tommy Lee Jones) i Riddler (Jim Carrey). Two-Face je zapravo bivši odvjetnik Harvey Dent, koji je pogrešno uvjeren kako je upravo Batman (Val Kilmer) kriv za nezgodu u kojoj mu se lice na jednoj strani potpuno izobličilo. Svoje je snage udružio s kompjuterskim genijalcem Edwardom Nygmom (Jim Carrey), koji je kao Riddler usavršio stroj kojim će usisati sve znanje svih građana Gothama. Kako bi im se suprotstavio, Batman će trebati pomoć svoga novog partnera Robina (Chris O'Donnell).
Kako bi uništio sve stanovnike Gothama, zli Mr. Freeze (Arnold Schwarzenegger) planira zalediti cijeli grad, u čemu mu pomaže smrtonosna Poison Ivy (Uma Thurman), botaničarka kojoj biljke predstavljaju mnogo više od ljudi. Zavodljiva Ivy uspije posvađati legendarnog Batmana (George Clooney) i njegovoga vjernog pomoćnika Robina (Chris O'Donnell) pa se čini kako Gothamu zaista nema spasa. Međutim, dolazak neustrašive Batgirl (Alicia Silverstone) pomirit će zavađene prijatelje i dinamični duo pretvoriti u trio pred kojim zlikovci nemaju nikakve šanse.