Em abril de 2016, Zendaya, Maika Monroe, Rosa Salazar e Bella Thorne fizeram testes para o papel principal.
Baseado na série de mangás "Gunnm", escrito e ilustrado por Yukito Kishiro, e lançada entre 1990 e 1995.
Apesar de ser um filme live-action, a personagem de Alita (Rosa Salazar) é feita com CGI e filmada em 3D, além de utilizar um sistema de imagem estéreo desenvolvido por James Cameron.