尼奥发现了更深层的真相：他以为的“真实世界”，也不过是另一个矩阵。
接续前作，尼奥和崔妮蒂带领锡安的人类反抗军对抗机器乌贼的围剿。墨菲斯坚信尼奥就是救世主，但尼奥开始被噩梦困扰：他梦见自己每次做选择时，都会分裂出无数个平行现实。在拜访先知后，尼奥得知了一个颠覆性真相：所谓的“真实世界”锡安，实际上是第一批觉醒者建造的“矩阵中的矩阵”，目的是让叛逃者以为自己自由了，从而停止继续寻找真正的出口。真正的世界早已被机器统治，人类的身体被用作生物处理器，而意识被困在七层嵌套模拟之中。尼奥必须在有限时间内穿过层层矩阵，抵达核心与机器之主谈判。崔妮蒂在第六层牺牲自己，为尼奥创造了十秒钟的窗口。尼奥最终见到了机器之主——一个拥有亿万个并联意识的存在，他给尼奥两个选择：重建锡安，或者重启第七层矩阵，代价是抹除所有现有记忆。
时隔二十多年再次炸裂银幕，动作设计依然碾压同期所有科幻片。对“多重现实”的哲学探讨比第一部更为大胆且烧脑。崔妮蒂牺牲那场戏，绝对会让老粉丝泪崩。
芬恩开始追问自己的身世，而杰克发现自己可能不是一只普通的狗。
女警为替搭档复仇，卧底进入东南亚最危险的人体器官贩卖组织，却发现自己要保护的线人竟是仇人之女。
核战毁灭世界后，北斗神拳继承人拳四郎发现，他最后的敌人，是来自南斗的、拥有自我复制能力的完美克隆体。
十二个“最不受欢迎”的女生被关进私立女校，只有最后的“女王蜂”可以活着毕业。
抗战时期，放羊娃海娃奉命给八路军送一封粘着鸡毛的绝密信件，却在路上与日军狭路相逢。
1988年东北国营工厂的五个铁哥们，在改革大潮中有的下海、有的入狱、有的死去，用十年走完一生。