توماس ای. اندرسون مردی است که زندگی دوگانه‌ای دارد. در روز او یک برنامه نویس یک شرکت نرم افزاری است و شب‌ها هکری تحت عنوان نئو. نئو همیشه به دنبال فهمیدن حقیقت زندگی‌اش بوده است، اما حقیقت خارج از تصور اوست. او با یک هکر افسانه‌ای بنام مورفیوس که توسط دولت بعنوان تروریست شناخته شده، ارتباط برقرار می کند، و به همین خاطر تحت تعقیب پلیس قرار می گیرد. مورفیوس نئو را در دنیای واقعی بیدار می کند، یک سرزمین بایر و ویران، جایی که ذهن اکثر انسان‌ها توسط گونه‌ای از ماشین‌ها، در ماتریکس اسیر شده است. اکنون نئو باید بعنوان یک شورشی در دنیای ماشین‌ها به ماتریکس بازگردد و با مامورها مقابله کند، ابر برنامه‌های قدرتمند کامپیوتری ای که وظیفه دارند نئو و تمام شورش انسانی را سرکوب کنند.
دنی ارچر (لئوناردو دی کاپریو) قاچاقچی الماس است. سالومون (دیجیمون هانسو) در معدن الماس کار اجباری می کند. فرمانده شورشیان سالومون را دیده است که الماسی بزرگ یافته است و فرزند سالومون را به اسارت گرفته است تا الماس را به دست اورد. مدی (جنیفر کانلی) خبرنگاری است امریکایی که در تلاش است تا موضوعی داغ بیابد. دنی به سالومون کمک می کند تا فرزندش را بیابد، سالومون به دنی کمک می کند تا الماس را بیابد، دنی به مدی کمک می کند تا خبر داغ را تهیه کند. مدی به هر دوی انها کمک می کند تا الماس و کودک را بیابند. فرمانده شورشیان نیز سر راه همه انهاست....
نئو و رهبران شورش تخمین میزنند که حدود ۷۲ ساعت تا حمله ۲۵۰ هزار ماشین به صهیون، وقت دارند. در همین زمان نئو باید تصمیم بگیرد که چگونه ترینیتی را از سرنوشت تاریکی که در رویا برایش دیده، نجات دهد.
صهیون، شهر انسان‌ها در مقابل حملات بی امان ماشین‌ها مقاومت می کند، در حالی که نئو در میدانی دیگر، برای خاتمه دادن به این نبرد، با مامور اسمیت سرکش می جنگد.