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.
Dave Kujan (Chazz Palminteri), un agent especial que treballa per al servei de duanes dels EUA, està investigant les conseqüències d'un incendi a bord d'un vaixell al port de Sant Pere de Los Angeles, amb un balanç de 27 víctimes mortals. totes aparentment assassinades-. L'única font d'informació de Kujan és Roger Kint (Kevin Spacey), un estafador esguerrat que va sobreviure a l'incendi. A comissaria, Kint explica que tot va començar fa 6 setmanes a Nova York, quan 5 delinqüents, 5 "sospitosos habituals", van ser detinguts per a una roda de reconeixement referent al robatori d'un camió...
En una megalòpolis de l'any 2000, els obrers estan condemnats a viure reclosos en un gueto subterrani, on hi ha el cor industrial de la ciutat. No obstant això, incitats per un robot, es rebel·len contra la classe dominant i amenacen de destruir la ciutat exterior. Freder (Gustav Frölich), el fill del sobirà de Metròpolis, i Maria, una noia d'origen humil, intentaran evitar la destrucció apel·lant als sentiments ia l'amor.
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.
En un estrany i depriment univers futurista on regnen les màquines, una mosca cau dins d'un ordinador i canvia el cognom del guerriller Harry Tuttle (Robert de Niro) pel tranquil pare de família Harry Buttle, que és detingut i assassinat per l'aparell repressor de l'Estat. El tranquil buròcrata Sam Lowry (Jonathan Pryce) és l'encarregat de tornar un taló a la família de la víctima, circumstància que permet conèixer Jill Layton (Kim Greist), la dona dels seus somnis. I, mentre la persegueix, fa amistat amb Harry Tuttle i es converteix en el còmplice.
L'any 2035, el condemnat James Cole es proposa de mala gana per ser enviat en el temps per descobrir l'origen d'un virus mortal que va acabar amb gairebé tota la població de la terra i va obligar els supervivents a entrar en comunitats subterrànies. Però quan Cole és enviat per error al 1990 en lloc del 1996, és arrestat i tancat en un hospital psiquiàtric. Allà coneix la psiquiatra Dra. Kathryn Railly i el pacient Jeffrey Goines, fill d'un famós expert en virus, que pot tenir la clau del misteriós grup canalla, l'Exèrcit dels 12 Micos, que es creu que és el responsable de desencadenar la malaltia assassina.
Hassan Haji coneix el món de la restauració des de ben petit, quan el seu avi regentava el restaurant just a sota de casa seva a la ciutat de Bombai. Ara és el seu nét, Hassan, que dirigeix el restaurant, però una tragèdia inesperada l'empeny a ell i a la seva família a buscar un nou local per al negoci.
Johnny, Carmen, Dizzy i Ace són quatre joves amics que finalitzen l'institut i fan plans per al futur. Hi domina l'espai com el lloc més desitjable per aprendre un ofici i treballar. La Terra es troba en guerra amb una raça d'insectes alienígenes gegants, i els quatre amics estudiaran disciplines per destruir-los. Però cadascú anirà a una unitat diferent, segons les capacitats. Johnny es veu separat de la seva xicota, Carmen, ja que ell ha d'anar a infanteria. El dia que Johnny decideix marxar de l'exèrcit, els insectes arrasen la ciutat natal. És la guerra.
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.
Queden vint hores per a la irrupció de les màquines a Sió, el darrer bastió dels humans lliures. Mentre el cos de Neo roman en coma, la seva consciència es troba a terra de ningú, en un lloc entre el món humà i el de les màquines.