Auf der Erde sind im 26. Jahrhundert 300 Jahre nach dem großen Krieg die gesellschaftlichen Systeme zerfallen. Bei seiner Suche nach Cyborg-Technologie rettet der mysteriöse Wissenschaftler Dr. Ido aus einem Schrotthaufen eine weibliche Cyborg. Er flickt die künstliche Frau, deren Körper bis auf ihr menschliches Gehirn aus Maschinenteilen besteht, wieder zusammen, und wird zu einer Art Ersatzvater für sie. Doch Alita ist ein gefährliches Wesen. Sie kann sich nicht erinnern, wer sie ist oder woher sie kommt. Dr. Ido jedoch glaubt, dass sie diejenige ist, die den Kreislauf von Tod und Zerstörung, der von Tiphares zurückgelassen wurde, durchbrechen kann. Um ihrer wahren Bestimmung zu folgen, muss Alita kämpfen und töten. Als ein Geschenk des Himmels ist sie doch auch ein Engel des Todes.

Colonel Harold Richards und sein Partner Abe Anderson, Mikrobiologe von Beruf, haben einen außergewöhnlichen Job. Sie fliegen seit 13 Jahren durch die unendlichen Weiten des Alls, um das sagenumwobene Ende des Universums zu finden. Ihr Raumschiff ISRA 88 schwebt schwerelos durch Raum und Zeit - an ein Ende ist es bisher allerdings nie gestoßen. So ein scheinbar endloser Alltag bringt einige Probleme mit sich. Abe scheint sich der Aufgabe nicht mehr gewachsen zu sein und greift immer häufiger zur Flasche. Alkohol übertüncht die Aussichtslosigkeit seiner Situation immerhin für einige Stunden am Tag. Harold geht die Sache anders an: Er schafft sich eigene Strukturen, treibt Sport und motiviert sich jeden Tag aufs Neue. Als Harold allerdings bemerkt, dass von Abe eine eigentümliche Macht ausgeht, bekommt er es mit der Angst zu tun.