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世界产生了浓厚的兴趣，在结识了青年雨果（基恩·约翰逊 Keean Johnson 饰）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（马赫沙拉·阿里 Mahershala Ali 饰）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。

时光飞逝，一转眼，艾格西（塔伦·埃格顿 Taron Egerton 饰）已经成长为了一名出色而又可靠的特工，他和蒂尔德公主（汉娜·阿尔斯托姆 Hanna Alström 饰）之间的感情也愈演愈浓，两人眼看着就要携手步入婚姻的殿堂。就在这个节骨眼上，前特工查理（爱德华·霍尔克罗夫特 Edward Holcroft 饰）杀了回来，如今的他效力于一个名为“黄金圈”的贩毒组织，组织头目波比（朱丽安·摩尔 Julianne Moore 饰）是一个邪恶而又野心勃勃的女人。
查理查出了金士曼的所有据点，用导弹将它们全部摧毁。幸存的艾格西和梅林（马克·斯特朗 Mark Strong 饰）千里迢迢远赴美国，向潜伏在那里的联邦特工寻求帮助。波比种植了一种含有毒素的大麻，将它们输送往世界各地，当瘾君子们体内的毒素渐渐发作后，波比以此为筹码，正式向政府宣战。

近未来，人类的各种器官均可实现移植，一时间机器人、生化人、仿生人充斥世间，与人类真假莫辨。某座繁华都市的大厦内，汉卡公司高管正与非洲来宾洽谈业务，突然宴会变成血腥大屠杀，暴走的机器人大开杀戒。隶属公安九课的米拉·基里安少佐（斯嘉丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰）带领巴特（皮鲁·埃斯贝克 Pilou Asbæk 饰）等手下赶往现场，平息事态。根据对暴走艺伎机器人的调查发现，被称作“久世”的神秘之人策划了这一系列的行动，而且他的目标全部指向了掌握着生化前沿尖端科技的汉卡公司及其研发人员。经过一番凶险的周旋，少佐逐渐逼近真相，同时也渐渐解开了发生在自己身上的惊天秘密……
本片根据士郎正宗的经典原作改编。

贝儿（艾玛·沃森 Emma Watson 饰）和小镇上的其他女孩不同，是一个热爱阅读和幻想的姑娘，孔武有力英俊强壮的加斯顿（卢克·伊万斯 Luke Evans 饰）发誓要娶贝儿为妻，但贝儿却一眼看穿了他的自私和虚伪，拒不从命。某日，贝儿的父亲莫里斯（凯文·克莱恩 Kevin Kline 饰）迷路误打误撞之下来到了一座荒凉破败的城堡中，那里居住着样貌可怖半人半兽的野兽（丹·史蒂文斯 Dan Stevens 饰）。
因为偷摘了城堡里种植的玫瑰，莫里斯被野兽囚禁了起来，得知此消息的贝儿赶到城堡，要求和父亲作交换。就这样，贝儿开始了和野兽的同居生活。在会说话的茶壶太太（艾玛·汤普森 Emma Thompson 饰）、烛台卢米亚（伊万·麦克格雷格 Ewan McGregor 饰）和时钟葛士华（伊恩·麦克莱恩 Ian McKellen 饰）的照顾和帮助下，贝儿渐渐发现，野兽在丑陋的外表下，隐藏了一颗善良温柔的心。实际上，野兽的真实身份是一位王子，因受到了女巫的诅咒而沦落至此，而贝儿，是解除诅咒最后的，也是唯一的希望。

李（卡西·阿弗莱克 饰）是一名颓废的修理工，得知哥哥乔伊（凯尔·钱德勒 饰）去世的消息后，他回到了故乡——海边的曼彻斯特处理乔伊的后事。根据乔伊的遗嘱，李将会成为乔伊的儿子帕特里克（卢卡斯·赫奇斯 饰）的监护人，李打算将帕特里克带回波士顿，但帕特里克并不愿意离开家乡和朋友们，李亦不愿在这片伤心之地久留。
原来，曼彻斯特埋藏着李的一段绝望的回忆，他的过失使得三个孩子葬身火海，妻子兰迪（米歇尔·威廉姆斯 饰）亦因此而离开了他。此次重回故乡，李见到了已经再婚并且即将做妈妈的兰迪，与此同时，帕特里克那失踪已久的母亲艾丽斯（格瑞辰·摩尔 饰）亦联系上了帕特里克，希望他能够成为她新家庭中的一员……