影片背景设定在1990年代尾声,故事随着一个充满好奇的11岁女孩苏菲和她年轻的单身父亲出发。两人一起前往土耳其度假,在那里发生的琐事看似平淡无奇,但那些一闪而过的对话,被说出口的和没有说出口的,却刻划出为人父母与子女的感情,更透露双方如何在不知不觉中成为彼此的磐石。二十年后,当苏菲成长到当年出游时父亲的年纪,她回忆起十一岁的那年夏天的记忆碎片,在真实的影像和想象的回忆空间里,那个熟悉的贴心父亲逐渐显露出那年他不曾向女儿表露过的悲伤。。第二集中,尼奥(基努·里维斯 Keanu Reeves 饰)没有能从内部摧毁“母体”,他的身体在真实世界的飞船上陷于昏迷,思想却被困在介于“母体”和真实世界的中间地带,这个地方由“火车人”控制。墨菲斯(劳伦斯·菲什伯恩 Laurence Fishburne 饰)和崔妮蒂(凯瑞-安·莫斯 Carrie-Anne Moss 饰)等人知道了尼奥的情况,在守护天使的带领下, 找到了“火车人”的控制者梅罗纹奇,经过一番激斗,将尼奥救了出来。
此时,电子乌贼部队对锡安发起了猛烈的攻击,人类组织所有机甲战士展开顽强的抵抗,形势危在旦夕;尼奥和崔妮蒂驾驶了一艘飞船克服重重困难,到达机器城市,尼奥终于见到了机器世界的统治者“机器大帝”,双方谈判并达成了协议:尼奥除掉不受“母体”控制的史密斯,以换取锡安的和平。
在“母体”中,尼奥和史密斯展开了关系人类生死存亡的最后决斗。。