醒来后，阿丽塔对这个多姿多彩但暴力残酷的世界产生了浓厚的兴趣。在遇到年轻的雨果（基安·约翰逊饰演）后，阿丽塔开始从事一项名为机动球的运动，并在比赛中展现出惊人的格斗天赋。在废铁城居民的头顶上，漂浮着一座巨大的漂浮城市，名叫塞勒姆。他们所有的劳动和努力都是为了给塞勒姆的持续经营提供燃料。在大亨维克多（马赫沙拉·阿里饰演）举办的摩托球比赛中，最终赢得冠军的人可以有资格住在塞勒姆。阿丽塔决定利用自己的格斗天赋参加比赛，但却陷入了一场巨大的阴谋。
电视动画《梦幻之星Online 2》改编自世嘉游戏开发的同名网络游戏。2015年7月12日，在现场活动上发布了《PSO2》动画的消息。动画版的故事将完全原创，以不久的将来的地球为舞台，也可以说是PSO2玩家的故事。
