Vector se da cuenta de que no es capaz de derrotar a Alita fácilmente. Organiza un partido de motor en el que todos los participantes reciben instrucciones de matar a Alita por una cantidad significativa de crédito. Al mismo tiempo, insta a Hugo a meter a Alita en la competición de Motorball. Cuando Alita gana, tanto Hugo como Alita pueden ir a Zalem.

Con su nuevo cuerpo, Alita tiene mayor poder y mayor flexibilidad. Ella se inscribe en una carrera de prueba de motor. Ido descubre que los otros participantes son Hunter-Warriors y otros cyborgs contratados por Vector para matarla. Mientras tanto, Zapan está planeando su venganza contra Hugo y Alita. Zapan atrapó a Hugo y su amigo Tanji mientras estaban robando partes de cyborg. Zapan mata a Tanji.

Ahora Hugo tiene una recompensa por su cabeza, y todos los Guerreros Cazadores lo están buscando. Mientras Alita está en la carrera de Motorball, Hugo está tratando de escapar de Zapan. Hugo llama a Alita y le dice que se encuentre con él en la iglesia abandonada. Después de que Alita elimine a los otros participantes, se dirige a la iglesia para enfrentarse a Zapan y saber la verdad sobre el trabajo de Hugo antes de que Zapan lo hiera mortalmente. Chiren estaba en la iglesia, se suponía que debía matar a Alita, pero en lugar de eso, salva la vida de Hugo al decapitarlo y usa el corazón de Alita para mantener vivo su cerebro. Esto enfurece a Zapan, pero Alita coge su espada Damasco y se corta la cara.

La cabeza de Hugo es trasplantada en un cuerpo cyborg por Ido. También le dice a Alita que la idea de Hugo de ir a Zalem por un millón de créditos fue una mentira creada por Vector, ya que los ciudadanos de Iron City nunca podrán entrar a Zalem. Alita asalta por la Fábrica para enfrentarse a Vector. Vector revela que Chiren ha sido asesinada y que sus órganos y partes del cuerpo serán enviados a Zalem. Esta es la única manera en que los ciudadanos de Iron City pueden ir a Zalem.

Alita, una vez más, lucha contra Grewishka y lo mata antes de apuñalar a Vector, quien ha sido controlado mentalmente por la científica Nova de Zalem. Alita le promete a Nova que se vengará de Hugo, y él cometió el error de subestimarla. Mientras tanto, Hugo se ha escapado de la clínica. Con su nuevo cuerpo de cyborg, intenta ir hacia Zalem. Alita le ruega a Hugo que regrese con ella, mientras un enorme anillo de púas enviado por Nova se precipita por el tubo y destruye el cuerpo de Hugo. Alita logra coger el brazo restante de Hugo y usar su espada.

Alita está devastada pero convencida en vivir en la memoria de Hugo.

Al final de la película, se muestra a Alita como la atleta estrella del torneo Motorball. La multitud la aplaude mientras apunta su espada hacia Zalem mientras Nova la mira desde arriba.