Сюжет
Действие фильма развивается сразу же после событий «Матрицы: Перезагрузки».
Бэйн и Нео находятся без сознания. Морфеус в глубокой депрессии после осознания того, что всё, во что он верил, — фикция. Нео неизвестным образом оказывается подключённым к Матрице. Он попадает в странное место, которое выглядит как станция метро «Мобиль Авеню», переходный пункт между Источником и Матрицей. На станции Нео встречает семью программ, которые сообщают ему, что станцией управляет Проводник — программа, подчиняющаяся Меровингу.
Сераф связывается с Морфеусом, чтобы сообщить ему о встрече с Оракулом. Пифия теперь имеет другую «оболочку». Она сообщает Морфеусу и Тринити о ловушке, в которую попал Нео. Сераф, Морфеус и Тринити пытаются поймать Проводника, но тот сбегает от них. Трио идёт в Клуб Хел, чтобы пообщаться с Меровингом. Они заставляют Меровинга освободить Нео.
После освобождения Нео отправляется к Пифии. Она говорит Нео, что надеялась испечь печенье до того, как он придёт, и это может означать то, что Пифия, вероятно, утратила способность предсказывать будущее. Она сообщает ему, что он теперь как Избранный подключён к Источнику и, поскольку машины также происходят из Источника, он может воздействовать на них. Она также говорит о Смите, называя его полной противоположностью Нео. «Всё, что имеет начало, имеет и конец». Как только Нео покидает Оракула, к ней приходят клоны Смита. Один из них заражает Пифию и получает таким образом невероятную силу.
Оборона Зиона.
В это время в реальном мире команда «Навуходоносора» и «Мьёлнира» (герои фильма называют его «Хаммер» — «молот») находят корабль Ниобе «Логос» и его команду. Далее они допрашивают пришедшего в себя Бэйна, который говорит, что ничего не помнит. Нео принимает решение — он просит отдать ему корабль, чтобы он смог отправиться в Город Машин. После недолгого спора Ниобе отдаёт ему свой «Логос». Он и Тринити улетают.
Две команды разрабатывают план возвращения в Зион и обнаруживают труп члена команды, убитого Бэйном, который спрятался на «Логосе». Он берёт в заложники Тринити, но позже отпускает её, чтобы сразиться с подоспевшим Нео, который понимает, что под маской Бэйна скрывается Смит. В ходе схватки Бэйн выжигает Нео глаза. Но Избранный теперь может видеть истинный облик Бэйна и убивает его. Тринити становится пилотом, а Нео, получив возможность видеть все механизмы машин, указывает ей направление в Город Машин.
В это время в Зионе разыгрывается жестокая битва с добравшимися до города Машинами. Множество воинов APU (Armored Personnel Units) погибают. Вскоре командир узнаёт о том, что к Зиону стремится «Хаммер», чье EMP оружие может уничтожить всех нападающих на город. Капитан Мифун на своём APU пытается добраться до ворот, но Машины убивают его. Перед смертью он передаёт своё задание Парню, который успевает открыть ворота. Хаммер влетает в Зион и уничтожает всех Машин электромагнитным импульсом из EMP. Однако жители Зиона понимают, что это ещё не победа, — к Зиону всё ещё стремятся сотни Машин. В отчаянии люди прячутся в храме.
Рядом с Городом Машин Нео и Тринити атакованы Стражами. Используя свои способности, Нео уничтожает их, но тех слишком много. «Логос» врезается в здание рядом с Источником. Когда Нео приходит в себя, Тринити умирает у него на руках. Нео идёт в Город.
Нео встречается с Богом Машин. Он предлагает договор: если он побеждает Смита, уничтожающего Матрицу, Машины прекращают войну. Бог Машин соглашается. В это время вторая волна Стражей атакует Зион, надежды у людей больше нет. Но Морфеус верит в Нео.
Нео оказывается в разрушающейся Матрице, заполненной клонами Смита. Он встречает Смита с невероятной мощью, которую тот получил от Оракула. Начинается смертельная битва, на земле и в воздухе. Оба героя равны по силам. Они продолжают свой бессмысленный бой. Наконец Нео вспоминает слова Пифии. Он перестаёт сражаться. «Это было неизбежно». Смит заражает Нео, превращая его в своего очередного клона. Внезапно тело Смита-Нео начинает раскалываться и светиться, пока наконец не взрывается. Смиты по всему городу начинают взрываться. «Свершилось».
Когда все Смиты уничтожены, Матрица начинает восстанавливаться. Стражи, нападающие на Зион, прекращают атаку и улетают прочь. Морфеус понимает, что Нео спас их. Тело Нео, принесшего себя в жертву ради жизни людей и Машин, уносят в Город Машин.
Архитектор встречается с Оракулом и говорит ей, что её игра с системой была опасной. Она отвечает ему, что сделала это ради изменений, и спрашивает Архитектора, что будет с людьми, подключёнными к Матрице. Он отвечает, что любой, кто захочет выйти из Матрицы, получит такую возможность.
Уничтожение Смита.
Мы видим прекрасный восход, созданный Сати из тысячи красок. Она спрашивает у Пифии, увидит ли она снова Нео. На что Пифия отвечает: «Я думаю, что — да».
