精神科医师劳伦斯意外失踪，没有人知道他的去向，然而院裡的精神病患麦克却似乎握有其失踪的线索。已为医院其他丑闻焦头烂额的主管格林医师，为了在消息曝光前了解失踪案件的来龙去脉，不惜牺牲圣诞假期、抛下家中妻女赶到医院，与麦克展开一场猫捉老鼠的密室解谜心战。
改编自本片编剧尼可拉斯的同名舞台剧作〈Elephant Song〉，天才导演札维耶多蓝放下导演身分，与同样能演会编又导的导演查理斯毕南梅合作，于《忧伤大象之歌》饰演疯狂却聪颖的精神病患麦克，与布鲁斯格林伍德精彩对峙。两人在密室空间的来往诘问，随著主导权的转换游移，一层层揭露彼此不为人知的过去。

上一部结尾，尼奥（基奴李维斯 饰）终于意识到自己的能力和使命，中弹复活后，变成了无所不能的“救世主”，他和女友崔妮蒂（凯莉·安·摩丝 饰），舰长墨菲斯（劳伦斯·菲什伯恩 饰）回到了人类的基地锡安，受到人们的热烈欢迎。
此时，“母体”决定先下手为强，派出了两万五千只电子乌贼攻击锡安基地；墨菲斯、尼奥和崔妮蒂则再次进入“母体”，寻找“制钥者”，准备从内部破坏；而本该被尼奥消灭的特勤史密斯似乎出了点问题，脱离了“母体”的控制，拥有可怕的复制能力，阻碍尼奥他们的行动。

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。

少年迈克·卡尔·帕伯（克雷顿·怀特森Clayton Watson 配音）近一段时间甚为困扰，他梦见自己从楼顶坠，坠落的过程，它能感受耳边的风声和气流的流动，能看到天空一瞬而过的飞鸟，一切的一切都无比真实，令他不禁产生“梦是真实，现实是梦”疑惑。清晨醒来，他通过网络漫无目的地求助，渴望有人能解答他的问题。终于有人回复了他，让迈克对现实的虚幻性更多了几分不确定。太阳高升，迈克照常上课，他的手机铃声突然响起，即使关机后也照响不误。听筒里传来了尼奥（基努·李维斯 Keanu Reeves 配音）的声音，尼奥告诉他，那些人已经知道迈克了知了虚拟世界的实相，正从四面八方向迈克奔来……

不久的将来，网络黑客尼奥对这个看似正常的现实世界产生了怀疑。他结识了黑客崔妮蒂，并见到了黑客组织的首领墨菲斯。墨菲斯告诉他，现实世界其实是由一个名叫“母体”的计算机人工智能系统控制，人们就像他们饲养的动物，没有自由和思想，而尼奥就是能够拯救人类的救世主。可是，救赎之路从来都不会一帆风顺，到底哪里才是真实的世界？如何才能打败那些超人一样的特勤？尼奥是不是人类的希望？这是黑客的帝国，程序和代码欢迎大家的到来。

一座古老的资本主义城市，天空晦暗阴霾，冰冷潮湿，大街小巷尽是让人绝望的气息，生活于此的人们仿佛行尸走肉，全然不知前进的未来与方向。在一座公寓内，私人侦探艾什（詹姆斯·阿诺德·泰勒James Arnold Taylor 配音）惆怅困顿，他的银行帐户已经空空如也，门厅寥落的他已经做好退出这一行的打算。正在此时，一通神秘电话打了进来，对方拟雇用艾什追查传奇黑客崔妮蒂（凯瑞-安·莫斯 Carrie-Anne Moss 配音）的踪迹。起出准备拒绝的艾什，看在巨额预付款的份上最终接受此案。
然而这并非一项简单的任务，此前已有三位侦探为此一死一疯一失踪，崔妮蒂的身份似乎关联一个天大的秘密，以及难以想象的危险……