故事发生在遥远的26世纪，外科医生依德（克里斯托弗·瓦尔兹 Christoph Waltz 饰）在垃圾场里捡到了只剩下头部的机械少女将她带回家中，给她装上了本来为自己已故的女儿所准备的义体，并取名阿丽塔（罗莎·萨拉扎尔 Rosa Salazar 饰）。苏醒后的阿丽塔对这个五彩斑斓但却暴力而又残酷的

外星入侵者绑架了地球的超级英雄，他们的孩子则被匆匆送进政府避难所，但机智过人的青少女蜜西（Yaya Gosselin 饰）使尽各种招数，一心要拯救她的超级英雄爸爸马可斯（Pedro Pascal 饰），为此她跟其他超级小英雄携手合作，逃离当局神秘的保母格拉娜达女士（Priyanka Chopra