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。

　　故事叙述在遥远的时空，太空船“威卡诺伊号”在航行途中遭遇变故而坠毁在“艾斯多利亚双子星”上，威卡诺伊号太空船的电脑中枢与艾斯多利亚星的神秘能量结合，成为全新生命体“AXIS”并进一步使整个艾斯多利亚星产生异变，让该星球的植物异常生长而导致生态体系异变，而植物的“树液”成为维持所有生命能量的重要来源。
　　600年中，艾斯多利亚星异型生物把新人种[人类]视为奴隶，为其采集能源，并以上帝的身份施加暴行。盖娜是一个爱冒险的小姑娘，她屡屡发现古代遗留下来的线索，欲揭开真相。在威卡诺伊号唯一幸存者的帮助下，盖娜找到的残存的电脑中枢AXIS，并击败了异型统治者，释放了AXIS的能量，开启了一道通往新世界的桥梁。族人终于从奴役中被解救！

　　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。

某天，世界各地接连出现奇怪现象：安装心脏起搏器的病人突然暴亡、鸽子迷失方向四处乱撞、金门大桥断裂、罗马竞技场遭到密集雷电袭击……一时间，人类陷入前所未有的恐慌，似乎恐怖的世界末日就在眼前。各国政府及军队紧急动员，急切找到这一连串灾难发生的原因。在这关键时刻，地质物理学家乔许·凯斯（艾伦·艾克哈特AaronEckhart饰）探明真相，原来地核因某种未知的原因停止转动，导致磁场消失。为了拯救人类和地球，乔许以及蕾贝卡·柴德（希拉里·斯万克HilarySwank饰）、罗伯特·艾维森（布鲁斯·格林伍德BruceGreenwood饰）等专家组成一支救援小组，共同前往地球中心实行艰巨而充满危险的拯救任务。人类的命运命悬一线……