Действие разворачивается в XXVI веке, спустя три столетия после разрушительной войны, которая разделила человечество на две части: нищих обитателей «Железного города» и элиту «Небесного города». Доктор Дай Идо, талантливый механик и создатель киборгов, находит в свалке останки женского киборга и, починив его, даёт ему имя Алита.
Дэвид и его подруга Мари живут тихой жизнью в скромном доме в пригороде. Их мир рушится в одночасье, когда Дэвид погибает в дорожной аварии. Но его душа не уходит в иной мир — вместо этого он оказывается привязанным к месту, где когда-то был счастлив. Оставшись в виде призрака, облаченного лишь в простыню, он вынужден безмолвно наблюдать за тем, как его дом постепенно опустошается, а Мари...