12 anos depois de explorar Pandora e se juntar aos Na'vi, Jake Sully formou uma família com Neytiri e se estabeleceu entre os clãs do novo mundo. Porém, a paz não durará para sempre.
Abandonada em um ferro-velho de Iron City, a ciborgue Alita é encontrada pelo cientista Dyson Ido. Revitalizada, ela acorda sem memória e reconhecimento do mundo em que se encontra. Determinada a conhecer seu passado e explorar suas habilidades surpreendentes de luta, Alita se torna uma poderosa caçadora de recompensas, combatendo forças mortais.
Apesar de não ter mais os movimentos da perna, o ex-fuzileiro naval Jake Sully ainda sente que pode ser um guerreiro. Sua intuição começa a se tornar realidade quando ele viaja anos-luz até a estação espacial montada no Planeta Pandora. Habitado por grandes seres azuis, os Na´vi, o local tem uma atmosfera fatal para qualquer terrestre. Por isso, oficiais criaram o programa Avatar, em que um corpo biológico, híbrido de humano e Na´vi, pode ser comandado a distância.