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.

Mike Banning arbeitet als Geheimdienst-Agent für die USA. Als er eines Abends zusammen mit dem Präsidenten Benjamin Asher und der First Lady Margaret in einem Auto unterwegs ist, kommt es zu einem tragischen Unfall. Banning muss blitzschnell handeln: Er entscheidet sich für die Rettung des Präsidenten und opfert somit dessen Frau. Obwohl ihm von allen Seiten bestätigt wird, die richtige Entscheidung getroffen zu haben, fällt er in Ungnade und bekommt einen Posten hinter dem Schreibtisch verpasst. Als die USA sich eines Tages ganz plötzlich von einer Gruppe Terroristen überrannt sieht, denen es in all dem Chaos gelingt, den Präsidenten in ihre Gewalt zu bringen, sieht Banning die Chance gekommen, seinen Fehler von einst wieder auszubügeln und das Land mit seinem heldenhaften Einsatz vor der Vernichtung zu retten.