Masinad palaanivad rünnata Zeoni, ainukest linna, kus on veel inimesi. Matrixisse ilmub tagasi eelmises osas hävitatud programm Smith (Hugo Weaving), mis on leidnud võimaluse ennast paljundada.
Planeet Maa kaitsesüsteemid tõrguvad, tabades kõiksugu häired üle terve atmosfääri. Üsna pea ilmuvad radaritele maavälised objektid, mida algul peetakse meteoorideks. Hiljem selgub, et tegu on kosmoselaevadega, mis on tulnud suuremate linnade kohale hävitust külvama. 4. juulil, iseseisvuspäeval koguneb rahvas ohus oleva Maa eksistentsi eest võitlema...
Masinad jõuavad viimaks Zeoni. Algab lahing maa saatuse üle. Samal ajal on programm Smith (Hugo Weaving) Matrixi hävingu äärele viinud. Neo (Keanu Reeves) läheb masinate linna, et seal masinatele ettepanek teha: Tema hävitab Programm Smithi, kui masinad nõustuvad inimestega rahu tegema.
Leitnant Harrigan on narkopolitseinik, kelle igapäevaseks tööks on narkootikumide kõrvaldamine tänavatelt. Niigi ohtlik töö muutub veelgi ohtlikumaks, kui välja ilmuvad väga jõhkral moel tapetud narkoparunite laibad. Harrigani ülemus käsib mehel nendest mõrvadest eemale hoida, kuid mees teab, et midagi on selles loos mäda. Asja uurides avastab ta, et nende mõrvade taga on kiskja, kelle trofeedeks on ohvrite pealuud.