หลังจากค้นหาอยู่หลายปีในที่สุดมอร์เฟียสและทรินิตี้ก็พบข้อมูลเกี่ยวกับชายที่อาจจะเป็นเดอะวันที่พวกเขากำลังตามหาอยู่ ผู้ซึ่งมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงโลกเมทริกซ์ สมาชิกฝ่ายต่อต้านอีกคนหนึ่ง ไซเฟอร์ เข้าไปยังเมทริกซ์ก่อนและไปยังโรงแรม Heart O’ The City เพื่อเก็บรวบรวมข้อมูลสุดท้ายซึ่งจะเปิดเผยที่อยู่ของชายซึ่งพวกเขากำลังตามหา

ภาพยนตร์เริ่มต้นด้วยการโทรศัพท์จากทรินิตี้ไปหาไซเฟอร์ถามเขาว่าทุกอย่างเรียบร้อยดีแล้วสำหรับการพบกันกับชายผู้นั้น ระหว่างที่กำลังโทรศัพท์ทรินิตี้สังเกตเห็นว่าสายกำลังถูกดักฟังเธอจึงรีบวางสาย ไม่นานจากนั้นหน่วยตำรวจมาถึงที่โรงแรมเพื่อจับกุมทรินิตี้ด้วยข้อหาเป็นแฮ็กเกอร์ในเมกาซิตี้ สายลับสามคนมาถึงที่เกิดเหตุและบอกกับตำรวจว่าคนของเขาที่อยู่ในโรงแรม”ตายหมดแล้ว”

ในห้อง 303 ของโรงแรม เจ้าหน้าที่ตำรวจมาถึงเพื่อจับกุมทรินิตี้ อย่างไรก็ตามทรินิตี้ได้ต่อสู้ขัดขืนและเอาชนะได้ทั้งหมด เธอโทรหามอร์เฟียสและถามหาทางออก มอร์เฟียสบอกทรินิตี้ว่ามีสายลับกำลังตามมาเธอจึงวิ่งออกไป ท้ายที่สุดเธอไปถึงทางออกและออกจากเมทริกซ์ก่อนหน้าสายลับสมิทขับรถบรรทุกพุ่งเข้าชนตู้โทรศัพท์ ในขณะที่ทรินิตี้ออกไปสายลับสามคนพบกันและรู้ว่าพวกเขากำลังตามหาชายที่ชื่อนีโอและตัดสินใจตามหาเขาเช่นกัน

โทมัส แอนเดอร์สัน ทำงานเป็นคอมพิวเตอร์โปรแกรมเมอร์ โดยใช้ชีวิตอีกด้านเป็นแฮ็กเกอร์ ภายใต้นามแฝงว่า”นีโอ” เขากระวนกระวายใจและขับรถออกไปเพื่อค้นหาความหมายของข้อความปริศนา “เดอะ เมทริกซ์” ที่ปรากฎอยู่บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ของเขา แฮ็กเกอร์ทรินิตี้ติดต่อนีโอและแจ้งเขาว่าชายที่ชื่อมอร์เฟียสสามารถบอกเขาได้ว่าเดอะ เมทริกซ์คืออะไร อย่างไรก็ตามสายลับสามคนได้จับกุมนีโอไว้เพื่อป้องกันไม่ให้ร่วมมือกับมอร์เฟียส

นีโอพบกับมอร์เฟียสและยืนยันว่าเขาต้องการรู้มากขึ้นเกี่ยวกับเดอะเมทริกซ์โดยเลือกยาสีแดง หลังจากกลืนยาสีแดง นีโอตื่นขึ้นทันทีภายในอ่างพร้อมคนอื่นอีกเป็นล้านๆคนที่เชื่อมต่อกับโครงสร้างทางไฟฟ้าอันสลับซับซ้อน เขาได้รับการช่วยเหลือโดยมอร์เฟียสและนำตัวขึ้นมาบนยานลอยได้ เนบูคาเนซซาร์

มอร์เฟียสบอกกับนีโอว่ามนุษย์กำลังต่อสู้กับเครื่องจักรที่มีสติปัญญาซึ่งถูกสร้างขึ้นในต้นศตวรรษที่ 21 และตั้งแต่นั้นมาก็เข้าควบคุมพื้นผิวโลก หลังจากมนุษย์ปิดกั้นท้องฟ้าเพื่อตัดพลังงานแสงอาทิตย์ของพวกมัน เครื่องจักรได้จับมนุษย์เพื่อใช้พลังงานไฟฟ้าชีวภาพเป็นแหล่งพลังงาน มนุษย์ที่ตกเป็นทาสเหล่านี้ถูกขังไว้ภายใน “เมทริกซ์” ตามโลกจำลองในปี 1999 นีโออยู่ภายในโลกจำลองนี้ตั้งแต่เกิด มอร์เฟียสเชื่อว่าปีที่แท้จริงแล้วคือประมาณปี 2199 แต่แท้จริงแล้วไม่มีผู้ใดรู้ มอร์เฟียสอธิบายว่าเขาและลูกเรือเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มมนุษย์เสรีที่”ถอดปลั๊ก” คนอื่นๆในเมทริกซ์ และเกณฑ์พวกเขาเข้าร่วมการต่อต้านเครื่องจักร

พวกเขาสามารถแฮ็กเข้าสู่เมทริกซ์และกลับไปยังโลกจำลองได้ ที่ซึ่งความเข้าใจในธรรมชาติที่แท้จริงของเมทริกซ์ทำให้พวกเขาสามารถดัดแปลงกฎฟิสิกส์ทำให้มีพวกเขามีความสามารถเหนือมนุษย์ นีโอเข้าร่วมการฝึกต่อสู้จำลอง เขาถูกเตือนว่าการบาดเจ็บรุนแรงในเมทริกซ์จะฆ่าร่างกายจริงๆด้วย และว่าสายลับที่เขาเผชิญคือโปรแกรมทรงพลังที่มีความรู้สึกนึกคิดซึ่งลาดตระเวนเมทริกซ์และกำจัดภัยคุกคามต่อระบบ มอร์เฟียสเชื่อว่านีโอคือ “เดอะ วัน” ชายที่ถูกทำนายว่าจะจบสงครามระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร

หลังจากการฝึกของนีโอ ทั้งกลุ่มได้เข้าไปยังเมทริกซ์เพื่อพบกับออราเคิล เทพพยากรณ์ผู้ทำนายถึงการปรากฎตัวของเดอะวัน ออราเคิลบอกเป็นนัยว่านีโอไม่ใช่เดอะวัน และเตือนว่าไม่นานเขาต้องเลือกระหว่างชีวิตของตนเองหรือชีวิตของมอร์เฟียส

ในขณะที่ทั้งกลุ่มเตรียมออกจากเมทริกซ์ พวกเขาก็ถูกซุ่มโจมตีโดยสายลับและตำรวจ ทำให้สมาชิกลูกเรือคนหนึ่งที่ชื่อเมาส์ตาย มอร์เฟียสยอมให้ตัวเขาเองถูกจับเพื่อให้คนที่เหลือหลบหนีไปในช่องกำแพง ในขณะที่พวกเขาเตรียมออกจากเมทริกซ์พวกเขารู้ว่าสหายคนหนึ่งไซเฟอร์ได้ทรยศ จากความผิดหวังในโลกจริงไซเฟอร์เตรียมที่จะมอบมอร์เฟียสให้กับสายลับเพื่อแลกกับการกลับไปอย่างถาวรยังชีวิตที่สุขสบายภายในเมทริกซ์ บนยานเนบูคาเนซซาร์ ไซเฟอร์สังหารลูกเรือ สวิทซ์, เอพ็อก, โดเซอร์ ก่อนที่เขาจะถูกฆ่าโดยน้องของโดเซอร์ แทงค์

ในเมทริกซ์พวกสายลับมอมยาและสอบสวนมอร์เฟียสเพื่อความพยายามรู้โค้ดเพื่อเข้าสู่เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ในไซออนที่มั่นสุดท้ายในโลกจริง นีโอกลับไปเมทริกซ์กับทรินิตี้และช่วยมอร์เฟียส นีโอเริ่มมีความมั่นใจในความสามารถของตนที่จะดัดแปลงเมทริกซ์และสามารถหลบกระสุนปืนในโลกจำลองได้ในที่สุด

มอร์เฟียสกับทรินิตี้ออกจากเมทริกซ์ แต่นีโอถูกดักทำร้ายโดยสายลับสมิทก่อนที่เขาจะออกไปได้ ในโลกจริงเครื่องจักรเซนทิเนลเข้าไปถึงเนบูคาเนซซาร์ ในเมทริกซ์สายลับสมิทฆ่านีโอ ทรินิตี้ซึ่งกำลังยืนอยู่ข้างๆร่างของนีโอในโลกจริงได้กระซิบไปว่าออราเคิลบอกเธอว่าเธอจะตกหลุมรักกับเดอะวัน เธอจูบนีโอทำให้เขาฟื้นคืนชีพ ในเมทริกซ์นีโอฟื้นขึ้นด้วยพลังใหม่ในการรับรู้และควบคุมเมทริกซ์ เขาทำลายสายลับสมิทอย่างง่ายดายและกลับไปยังโลกจริงทันเวลาพอดีที่อาวุธ EMP ของยานทำลายเซนทิเนลที่โจมตีอยู่

ในเมทริกซ์ นีโอพูดโทรศัพท์โดยให้สัญญากับเครื่องจักรว่าเขาจะแสดงให้ผู้ถูกคุมขังเห็นโลกที่อะไรก็เป็นไปได้ เขาวางหูและบินออกไปยังท้องฟ้า