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.

In Indochina wird 1959 eine verwahrloste Stadt von vietnamesischen Warlords und Kriegsverbrechern aus Europa kontrolliert. An diesem unwirtlichen Ort leiten fünf dieser hundsgemeinen Männer das Arbeitslager Den-Dhin-Chan. Der ehemalige Preiskämpfer Martin Tillman befindet sich dort seit geraumer Zeit schon in Gefangenschaft. Mit seinen außerordentlichen Fähigkeiten hat er sich bei Turnieren im Lager einen guten Ruf erkämpft und die wohlhabendsten Insassen setzen enorme Beträge auf ihn, in der Hoffnung, Geld mit ihm zu verdienen. Tillman hat aber kein Interesse, weiterhin in Gefangenschaft die Fäuste fliegen zu lassen und sehnt sich nur noch nach seiner Entlassung. Als diese jedoch kurz bevor steht, wollen die bestechlichen Gefängnisbosse verhindern, dass Tillman abzieht und so wird ihm alles genommen, das ihm je etwas bedeutet hat. Dem Kämpfer bleibt daher nichts anderes mehr übrig, als sich endgültig seinen Peinigern zu stellen...