Томас Андерсон (Кијану Ривс) је програмер који ноћу води тајни живот као хакер Нео. Он жели да сазна одговор на питање Шта је то Матрикс? Морфеус (Лоренс Фишбурн) је најтраженији светски хакер који ступа у контакт са Неом и упознаје га са правом природом света у коме се налази. Година није 1999., као што Нео мисли, већ 2199. и људи се боре против машина насталих на почетку 21. века. Планета је прекривена црним облацима које је створио човек како би спречио машине да користе соларну енергију, а као одговор на то машине су до енергије долазиле користећи људска тела као батерије. Свет који Нео познаје од рођења је само симулација направљена како би машине лакше контролисале људе док их држе на апаратима преко којих долазе до потребне енергије. Морфеус је убеђен да је Нео Одабрани, за којим је трагао целога живота. Човек који по легенди има неограничену контролу над Матриксом и који ће одвести људе у победу над машинама.

Радња филм одвија се у блиској будућности и фокусира се на астронаута Сема Бела који живи и ради на Месецу где ископава главни извор за енергију на Земљи: Хелијум-3. То је усамљен посао, који додатно отежава покварени сателит, тако да се сва комуникација своди на аудио касете. На срећу, његов задатак на Месецу се полако ближи крају, и Сем ће ускоро поново бити са својом женом Тес и њиховом двогодишњом ћерком Ив. Међутим, Семово здравље одједном почиње да се погоршава и он почиње да пати од главобоља, халуцинација и губитка равнотеже што кулминира скоро фаталном несрећом приликом рутинске вожње у лунарном роверу. На повратку ка бази, Сем упознаје млађу и беснију верзију себе, који тврди да је ту да настави трогодишњи уговор који је Сем започео. Убеђен да је то његова верзија из ранијих дана, Сем се упушта у трку са временом да би шватио шта се дешава и где се он уклапа у плановима своје компаније.

Шест месеци након догађаја приказаних у Матриксу, Нео се показао као добар знак за слободне људе, јер се све више људи ослобађа од матрикса и одводи на Зион, једно и једино упориште Отпора. Нео је сам открио своје супермоћи, укључујући супер брзину, способност да види кодове делова унутар матрице и одређени степен самоспознаје. Али гадна вест погађа људски отпор: 250.000 сензора машина копа за Зиона и достићи ће их за 72 сата. Како се Зион припрема за коначни рат, Оракл саветује Неа, Морфеуса и Тринити, да пронађу израђивача кључева који ће им помоћи да дођу до извора. У међувремену, Неов понављајући сан који приказује Тринитину смрт га забрињава и као да то није довољно, агент Смит је некако избегао брисање, постао је моћнији него раније и одабрао Неа као његову следећу мету.

Филм говори о стручњаку за компјутере који је створио виртуелну реалност која имитира Њујорк тридесетих година прошлог века. Али, наравно, заплет ту тек почиње.

Чикаго, 2035. године. Свет је створио добро разгранат систем робота који су програмирани да, попут личних телохранитеља, помажу и штите људе. Али, детектив Дел Спунер није сигуран у стопостотну безбедност машина, посебно када се прочује вест да је угледни научник са подручја роботике, др. Алфред Ленинг, убијен под неразјашњеним околностима. Спунер одмах помишља, иако без конкретног доказа, да су за то управо криви роботи, што се чини немогуће, јер су програмирани да не чине никакво зло. Међутим, када би то ипак могли, то би имало страшне, можда и погубне последице за човечанство. Спунер започиње истрагу научникове смрти, а за помоћ се обраћа Сузани Калвин, стручњаку за психологију робота. Траг ће га довести до робота Сонија, који би могао бити умешан у случај.

Трећи део култног филма Матрикс. Људски град Зион брани се од масовне инвазије машина док се Нео бори да заврши рат на другом фронту, а такође се супроставља и Агенту Смиту.