És el món el que sembla? Thomas Anderson, programador d'una important empresa de software i hacker informàtic amb el sobrenom de Neo, descobrirà que no. Contactarà amb ell un estrany grup encapçalat per Morfeu, qui el mostrarà la veritable realitat que s'amaga darrere l'aparença: un món dominat per les màquines, les quals esclavitzen la humanitat per a utilitzar els nostres cossos com a simple font d'energia. Però, i la nostra ment, on es troba aleshores? La resposta es troba dins Matrix.
El 16 de juliol del 1988 una explosió enorme destrueix Tòquio i origina la Tercera Guerra Mundial. El 2019, 31 anys després de l'explosió, la ciutat ha estat reconstruïda i rebatejada amb el nom de Neo-Tòquio. A Neo-Tòquio, en Shotarō Kaneda és el cap dels "Càpsules", una banda de motoristes (bōsōzoku) que es baralla amb una banda rival anomenada els "Clowns" (Pallassos). Durant una d'aquestes baralles en Tetsuo Shima, el millor amic d'en Kaneda, té un accident i queda ferit quan es creua amb en Takashi, un "esper", un individu amb poders de percepció extrasensorial i amb aspecte de patir de progèria.
Som a l'any 2084 i en Douglas Quaid pateig l'obsessió d'un somni en el que fa un viatge a Mart. Per tal de sol·lucionar el seu cas, es fa implantar unes vacances virtuals a la memòria... per a descobrir que es tracta realment d'un agent de la intel·ligència marciana al servei del dictador Vilas Cohaagen. La memòria d'en Quaid ha estat esborrada per a que no es coneguin els plans de domini d'en Cohaagen. Burlant la policia secreta, es reuneix a Mart amb la seva antiga amant, Melina, i junts hauran de desvetllar els secrets que hi han amagats en el planeta.
És l'any 1997. A causa del creixement de la criminalitat, els Estats Units han convertit la seva gran ciutat de Nova York en una presó de màxima seguretat, on els presos estan tancats de per vida. Un nou presoner i anterior heroi de guerra, Serp Plissken (Kart Russell), és elegit a canvi li tornar-li la seva llibertat, per rescatar el President dels Estats Units (Donald Pleasance) de la presó que és l'illa de Manhattan, després que un terrorista fes caure l'avió del president allà.
Thomas "Neo" Anderson va prendre una costosa decisió quan va decidir fer la pregunta que Morfeu i Trinity havien formulat abans que ell. Cercar i acceptar la veritat. Alliberar la seva ment de Matrix. Ara, Neo adquireix un major domini dels seus extraordinaris poders mentre Sió cau assetjada per l'Exèrcit de les Màquines. Només una qüestió d'hores separa a l'últim enclavament humà a la Terra de 250.000 Sentinelles programats per destruir a la humanitat. Però els ciutadans de Sió, animats per la convicció de Morfeu que l'Elegit farà realitat la Profecia de l'Oracle i posarà fi a la guerra amb les Màquines, posen totes les seves esperances i expectatives en Neo, que es troba bloquejat per visions inquietants mentre cerca quines mesures prendre.
Un assassí virtual compost de la personalitat de cents d'assassins en sèrie aconsegueix sortir al món real. Per aconseguir capturar-lo han de treure de la presó a un expolicia que temps enrere es va enfrontar amb la principal personalitat de l'assassí.
És la corporació biotècnica Warfare l'any 2074 on els Cyborgs (robots amb forma humana) han reemplaçat els humans a tots els nivells. Un terrible i trasbalsat Cyborg està creant una nova arma per eliminar tota competència. Per això injecta un líquid mortal als seus propis Cyborgs. La bella Cash Reese s'interposa, però potser se li injecta el letal fluid. No obstant això, el benvolent tecnomestre Mercy, adverteix d'això Cash i l'obliga a escapar amb l'ajuda de l'heroi humà Colton Hichs. Junts, a les fosques i sinistres carrers de la ciutat s'enfronten a psicòtics i assassins per aconseguir trobar una fuita i retornar a la humanitat. Un film intens, amb espectaculars efectes especials i de computació, que el mantindrà en suspens de principi a fi.
El mateix tallador de gespa, que temps enrere es va convertir en un superhome gràcies a la realitat virtual, té ara la clau del futur al xip que necessita per completar el seu imperi ciberespecial. I no està disposat a aturar-se davant de res ni davant de ningú.