As máquinas estão a preparar o embate decisivo contra os humanos rebeldes e preparam-se para a invasão de Zion. Para muitos, a última esperança é a defesa da cidade até ao último homem. Porém, para Trinity, Morpheus e outros, é em Neo que reside a derradeira oportunidade para a raça humana. Assim, Neo e os tripulantes da nave de Morpheus partem em busca do "Chaveiro", um programa antigo que pode facilitar-lhes o acesso ao centro da Matrix, mas que está prisioneiro de outro programa, o francês Merovingian.
Nos últimos dias de 1999 em Los Angeles, um ex-tira (Ralph Fiennes) negocia com CDs contendo informações sobre emoções e memórias de outras pessoas. Desta maneira, um homem casado "vai para cama" com outra mulher e não é infiel. No entanto, quando um disco que contém informações gravadas por uma prostituta assassinada que testemunhou um crime vai parar nas mãos deste ex-policial sua vida corre perigo, pois se o conteúdo for revelado uma reação popular inimaginável pode acontecer na cidade.
Após enfrentar os sentinelas no mundo real, Neo fica preso num local entre a Matrix e a realidade, enquanto Trinity e Morpheus o tentam ajudar a libertar-se no mundo real através da Oráculo. Após obterem sucesso no resgate, o trio divide-se: enquanto Morpheus parte rumo a Zion para ajudar no combate contra as máquinas, Neo e Trinity vão à cidadela das máquinas para contra-atacar.
Primeiro filme dirigido por George Lucas, "THX" é um exercício cinematográfico, uma obra psicodélica sobre um futuro asséptico onde a população é forçada a viver em grandes cidades subterrâneas controladas por computadores. Coisas como o livre arbítrio, religião, desejos e sexo são proibidos. Todos são controlados por drogas que reprimem seus pensamentos e os deixam dóceis para fazer suas funções na sociedade de maneira que não interfira no equilíbrio das coisas. Até que o humano THX-1138 (Robert Duvall) e sua parceira desafiam o sistema não apenas para defender seu romance (que é proibido), mas para tentar escapar da cidade subterrânea e viver livres.
Em 2079, a Terra está em guerra com uma raça alienígena há uma década. É neste contexto que vive Spencer John Olham (Gary Sinise), um dos mais prominentes cientistas do governo cujo mais recente trabalho promete salvar o planeta. Entretanto, repentinamente Spencer passa a ser acusado de ser um espião alien infiltrado, sendo portanto alvo de uma caçada humana impiedosa. Agora Spencer precisa provar sua verdadeira identidade a tempo de poder ajudar a humanidade com seu novo trabalho.