Berlatar abad ke-22, The Matrix menceritakan tentang seorang peretas komputer yang bergabung dengan sekelompok pemberontak bawah tanah melawan komputer-komputer besar dan kuat yang kini menguasai bumi.
Enam bulan setelah peristiwa yang digambarkan dalam The Matrix, Neo telah terbukti menjadi pertanda baik bagi manusia bebas, karena semakin banyak manusia yang dibebaskan dari matriks dan dibawa ke Zion, satu-satunya benteng Perlawanan. Neo sendiri telah menemukan kekuatan supernya termasuk kecepatan super, kemampuan untuk melihat kode benda-benda di dalam matriks dan tingkat pra-kognisi tertentu. Namun sebuah berita buruk menghantam perlawanan manusia: 250.000 mesin penjaga sedang menggali ke Zion dan akan mencapai mereka dalam 72 jam. Saat Sion bersiap menghadapi perang pamungkas, Neo, Morpheus, dan Trinity disarankan oleh Oracle untuk menemukan Pembuat Kunci yang akan membantu mereka mencapai Sumber. Sementara itu mimpi berulang Neo yang menggambarkan kematian Trinity telah membuatnya khawatir dan seolah-olah itu belum cukup, Agen Smith entah bagaimana lolos dari penghapusan, menjadi lebih kuat dari sebelumnya dan telah menetapkan Neo sebagai target berikutnya.
Ini adalah waktu liburan bagi Carter saat ia mendapati dirinya bersama Lee di Hong Kong dan mengharapkan lebih banyak kegembiraan. Saat Carter ingin berpesta dan bertemu para wanita, Lee keluar untuk melacak pemimpin geng Triad yang mungkin bertanggung jawab atas pembunuhan dua pria di Kedutaan Besar Amerika. Segalanya menjadi rumit ketika pasangan tersebut tersandung pada plot palsu. Anak-anak lelaki itu segera terlibat perkelahian dan situasi yang mengancam jiwa. Perjalanan kembali ke AS mungkin memberikan jawaban tentang pemboman, pemalsuan, dan kesetiaan sebenarnya dari agen bea cukai seksi Isabella.
Kota manusia Zion mempertahankan diri dari invasi besar-besaran mesin saat Neo berjuang untuk mengakhiri perang di front lain sekaligus melawan Agen Smith.
Setelah upaya pembunuhan yang gagal, duo yang tidak cocok ini menemukan diri mereka di Paris, berjuang untuk mendapatkan kembali daftar nama yang berharga, ketika kaki tangan sindikat kejahatan pembunuhan mencoba yang terbaik untuk menghentikan mereka. Sekali lagi, Lee dan Carter harus berjuang melewati gangster berbahaya; Namun, kali ini, masa lalu kembali menghantui Lee. Akankah anak-anak ini menyelesaikan pekerjaannya untuk selamanya?