尼奧（基努·里維斯飾）在第二集中未能從內(nèi)部摧毀"母體"，其意識被困于矩陣與真實(shí)世界的中間地帶——由"火車人"掌控的轉(zhuǎn)接區(qū)。墨菲斯（勞倫斯·菲什伯恩飾）與崔妮蒂（凱瑞-安·莫斯飾）在守護(hù)天使指引下，突破梅羅紋奇的阻撓成功營救尼奧。此時電子烏賊軍團(tuán)對錫安發(fā)動總攻，人類機(jī)甲部隊(duì)展開殊死抵抗。尼奧與崔妮蒂穿越矩陣封鎖抵達(dá)機(jī)器城，同"機(jī)器大帝"達(dá)成協(xié)議：尼奧消滅脫離控制的史密斯程序以換取錫安存續(xù)。在矩陣核心源代碼區(qū)域，尼奧與史密斯展開終極對決并最終通過自我犧牲將后者徹底清除。隨著威脅解除，機(jī)器軍團(tuán)終止進(jìn)攻錫安的計(jì)劃，人類與矩陣進(jìn)入新的共存紀(jì)元。