影片承接《黑客帝国3：矩阵革命》的故事，尼奥（基努·里维斯 Keanu Reeves 饰）和崔妮蒂（凯瑞-安·莫斯 Carrie-Anne Moss 饰）联手归来，继续与AI世界的机械大军展开对抗。在这里，一个是矩阵创造出来，周而复始的日常世界，另一个则是隐藏其后，真实的人类世界。为了弄清楚自己所处的“现实”究竟是真是假，尼奥不得不再次做出选择。