Nach den Ereignissen von The Matrix (1999) schätzen Neo und die Rebellenführer, dass sie 72 Stunden Zeit haben, bis 250.000 Sonden Zion entdecken und es und seine Bewohner zerstören. Neo muss entscheiden, wie er Trinity vor einem dunklen Schicksal in seinen Träumen bewahren kann.
Die Menschen-Stadt Zion wehrt sich gegen die massive Invasion der Maschinen, während Neo darum kämpft, den Krieg an einer anderen Front zu beenden, während er gleichzeitig gegen den Schurken Agent Smith vorgeht.