Фильм основан на манге "Gunnm" Юкито Кисиро (1990-1995). В США манга была издана под названием "Боевой ангел Алита" («Battle Angel Alita").
Продюсер Джеймс Кэмерон и режиссёр Роберт Родригес рассматривали на главную роль четырёх актрис — Зендею, Розу Салазар, Майку Монро и Беллу Торн. В конце концов на роль утвердили Салазар.
Рассмотреть кандидатуру Кристофа Вальца на роль доктора Дисона Идо Роберту Родригесу предложил их общий друг Квентин Тарантино.
В начале декабря 2005 года на сайте компании Mali Finn Casting был объявлен набор кандидаток на главную роль в фильме. Позже выяснилось, что произошла ошибка, и актриса требовалась на роль в фантастическом фильме Джеймса Кэмерона «Аватар» (2009).