故事发生在遥远的26世纪,外科医生依德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。苏醒后的阿丽塔对这个五彩斑斓但却暴力而又残酷的世界产生了浓厚的兴趣,在结识了青年雨果后,阿丽塔开始接触名为机动球的运动,并在比赛中展现出了惊人的格斗天赋。
在废铁城居民们的头顶,漂浮着巨大的浮空城市撒冷,废铁城居民们的一切劳作和付出,都是为了给撒冷提供继续运作的燃料。在大财阀维克特所设立的机动球比赛中,最终获得冠军的人能够获得前往撒冷生活的资格,阿丽塔决定利用自己的格斗天赋参加比赛,却被卷入了一个巨大的阴谋之中。。公元1898年,英国政府胁迫清廷展拓香港界址。易君恕拦轿求见李鸿章,恰在此时,一名蒙面男子突然持刀向李鸿章行刺,未遂。易君恕作为疑犯被当场抓获,李鸿章亲自审问,原来是故人之后,也未予治罪。危急时刻,易君恕被英国牧师林若翰搭救。迟孟桓正在追求林若翰之女倚阑,林若翰鄙视他,迟孟桓当面揭露了倚阑的身世,残酷的现实震撼了倚阑的心灵,和易君恕建立了相依为命的感情。迟孟桓把通缉告示密报港府警察司,要求逮捕易君恕。林若翰的老朋友骆克阻止了此举。《拓界》接管迫在眉睫,眉娘不顾自身安危,帮助邓伯雄购买了枪弹。易君恕撰写了《抗英保土歌》。林若翰、倚阑、易君恕陷入政治分歧和感情纠葛扭结的矛盾之中。易君恕在两广总督镇压中舌战方儒,感天撼地。邓伯雄率新安乡民与英军展开殊死捕斗,易君恕弹尽被捕,被判处绞刑。此刻,倚阑正经受产前折磨。一声啼哭,鲜血染红的产床上滚动着一个黑头发、黑...。