Díky svým nadpřirozeným schopnostem se Neo ocitá mezi světem strojů a světem lidí, tedy někde mezi matrixem a reálným světem. Tuto přestupní stanici využívá Strojvůdce, který tak může z jednoho světa do druhého pašovat vše, co potřebuje. Jiný převoz přes tyto světy není. Neo se tak probouzí ve stanici bíle vykachličkovaného metra, a neví, kde je.
Začne si s ním povídat malá holčička, po chvilce Neo najde její rodiče. Ti mu poví, kde je a co je zač Strojvůdce. Čekají na vlak, aby mohli poslat do matrixu svojí holčičku, aby ji tak zachránili před smazáním - oba jsou totiž jen programy a další nepotřebný program (jejich dcerka) by musel být smazán. Takhle bude převezena do světa matrixu a bude se o ní starat Vědma.
Po příjezdu vlaku naloží Strojvůdce rodinku, ale odmítá naložit Nea (své odmítnutí mu také zdůrazní rázným hozením o zeď). Po odjezdu vlaku se Neo zmátoří a zkouší tedy bežet po směru kolejí, jakmile se však rozeběhne po jedné straně, vyběhne za chvilku na straně druhé.
Trin a Morpheus Nea začínají hledat. Jelikož je jejich hledání marné, odchází pro radu za Vědmou. Vědmu najdou, ale jsou velice překvapeni její novou tělesnou schránkou (bohužel do děje muselo být takto zasáhnuto, protože stará předtavitelka Oracle zemřela po natočení druhého dílu). Vědma jim řekne, kde je Neo a taky jim poví, kdo jim v hledání pomůže. Ochotně jim k nalezení Nea propůjčí svého ochránce.
Trojka se tedy vydává do klubu, kde mají najít pomoc. Samozřejmě jak jinak, než že se probojují až k samotnému jádru klubu, kde si v poklidu sedí člověk, kterého hledají. Po vyřknutí jejich přání jim je sděleno, že jim bude Neo vydán jen v tom případě, když dostane šéf oči Vědmy.
Trinity se naštve a v klubu tak začne rvačka, kterou - stejně jako jí začla - ukončí Trin namířenou pistolí na šéfa. Řetězová reakce způsobí, že každý míří na někoho, všichni na všechny, takže je jasné, že vystřelí-li Trinity, zemřou všichni. Jelikož je Trinity rozhodnuta za Nea opravdu umřít, tak nemá šéf na vybranou a Neo je jim vydán dobrovolně.
Po vysvobození jde Neo za Vědmou, která mu opět sdělí nové informace. Řekne, že celý osud Sionu závisí na něm, že musí někam jít, že ví kam, a že jestli se rozhodne špatně, nedožije se nikdo zítřka. "Vše, co má svůj začátek, má i svůj konec." To Nea tedy velmi povzbudí, jelikož on sám začíná pochybovat o své jedinečnosti. Také mu sdělí, že agent Smith se vymkl kontrole matrixu a že se mu bude muset postavit. Neo si stále snaží uvědomovat, že Vědma je vlastně také jen program, který řídí centrální počítač matrixu. I přesto začne o Vědminých povídáních přemýšlet.
Vědma pošle svou malou holčičku se svým ochráncem pryč a zůstává sama doma. Připraví sušenky a čeká, až si pro ní přijde agent Smith. Po jeho příchodu ho absolutně vytočí Vědmina provokace, jak klidně čeká a pokuřuje cigaretu, jak mu napekla sušenky - i přesto, že věděla, že přijde. Smith zabíjí Vědmu tím, že se do ní ztransformuje.
Mezitím se ocitl Sion v obrovském ohrožení. Stroje se derou stále blíže k jejich doku a nikdo neví, co bude následovat. Je nařízena evakuace celého města a jen dobrovolníci zůstávají, aby mohli ubránit Sion. Sionu zbývá něco přes dvacet hodin do osudové srážky se stroji.
Mezitím se do města dotane člen posádky, do kterého vstoupil agent Smith. Jeho krytí je skvělé a tak nikdo nemá ani tušení, kdo je. Všichni žijí v domnění, že jeho poranění na rukách, které má, je způsobeno nějakou psychickou poruchou či drogou.
Rada Sionu rozhoduje, co se bude dít. Sion je v plné zbrojní, ale ani tak to není útok, spíše jen chabá obrana v porovnání s tím, jaké vybavení mají stroje.
Neo se v pravý čas probere ze svého přemýšlení a požádá velitele o jednu jeho loď, nedokáže odůvodnit, že chce letět do města strojů, ale ví, že tam letět musí. Velitel razantně odmítne a označí Nea za snílka a blázna. Nakonec Neovi i přes odpor kapitána zapůjčí svou loď Niobe.
Neo tak s Trinity odlétají do města strojů. Na palubu se jim však nečekaně dostane onen šílený člen posádky. Napadne Trinity a donutí díky ní složit Nea zbraně. Poté začne rvačka mezi ním a Neem, která skončí tragicky. Neo přichází o zrak, agent mu vypálí oči. Neo však zjistí, že sice o zrak přišel, ale stále cítí přítomnost ostatních věcí a předmětů a jeho svět se tak začne vytvářet v toku molekul, za záře žlutého světla. I přes svůj handicap tedy agenta přemůže a oba tak s Trin pokračují ve své cestě do města strojů.
Stroje se dostaly do Sionu, několik set statečných brání Sion. Obrovské robotí kolosy bombardují malé mrštné chobotničky, které pomalu zaplavují kulovité nebe Sionu. Několik dalších dobrovolníků se snaží zasáhnout obrovské monstrum, které se začalo rozvíjet z vrtu, který sem stroje provrtaly. Zdá se, že Sion je proti takovému útoku bezbranný, stovky lidí umírá a na straně strojů jsou jen zanedbatelné ztráty. Jen hrstka lidí stále věří v Nea...
Mezitím se dostal do problémů i Neo s Trinity, kteří čelí taktéž obrovskému náporu chobotniček, bránících město strojů. Neo sice použije svou moc a postaví tak bariéru ničící chobotničky, ale je jich přespříliš a tak ani Neo nemůže nic dělat. Dvojice vyletí vysoko nad mraky a spatří slunce, opravdové slunce... Poté letí střemhlav dolů a na poslední chvilku nahazují motor...
Nešťastnou náhodou však havarují a Trin na několika místech probodnou lodní tyče. Na Trinitino přání ji Neo podruhé neoživí a Trinity tak umírá (asi v desetiminutové dojemné scéně).
V Sionu vládne chaos a stále se bránící je pokryt mrtvými. Mezitím se Niobe pokusí s jinou lodí proplout šachtou, kterou kromě ní (před X lety) ještě nikdo neproplul. Chce tak docílit momentu překvapení a vyhrát nad stroji. Kupodivu se jí to povede (měla to jen tak tak!) a tak vtrhne do Sionu vedlejší branou a spustí EMP, elektronickou bombu, která vyřadí všechnu technologii v okolí několika kilometrů. Niobe s Morpheem se radují, jaké úžasné vítězství se jim povedlo, avšak neví, že svým vítězstvím Sion definitivně pohřbili.
Sice zprovodili ze světa všechny stroje, které momentálně ničily Sion, ale také vyřadili všechnu svou obrannou tenchniku, kterou měli. Nemají tedy již nic. Netrvá dlouho a stroje posílají další masy chobotniček a obrovských monster, které mají Sion definitivně zlikvidovat.
Rada je evakuována do chrámu a poslední zbytky vojáků čekají na jistou smrt, ovšem hrdou smrt, za Sion. Do města vtrhávají další houfy chobotniček, minulý útok byl proti tomu jen lechtáním. Sion pohlíží do očí zkáze.
Neo stojí ve městě strojů a čeká, co se bude dít. Na pokraji patra se před ním vynoří Stroj s tváří z létajících chobotniček. Neo podotýká, že nepřišel bojovat, ale jen něco říci, pak že si s ním mohou dělat, co chtějí. Sděluje Stroji, že agent Smith se vymkl kontrole matrixu a chce ovládnout jak matrix, tak svět strojů a pokud ho někdo nezastaví, budou oba světy zničeny. Stroj po úvaze zjistí, že Neo má pravdu a uzavře s ním dohodu. Pokud Neo porazí Smithe, Stroje za to uzavřou s lidstvem mír.
V tom okamžiku skládají chobotničky v Sionu zbraně a jen klidně poletují, než se rozhodne konec onoho zápasu. Všichni jsou nejistí a vystrašení a jen hrstka věřících ví, že Neo ze jejich životy právě bojuje ve městě strojů.
Stroje zavedou Nea do matrixu, kde na něj již čeká Smith respektive několik set milionů Smithů):
"Welcome back, Mr. Anderson."
Bojovat začne Neo jen s jedním, ostatní přihlížejí. Boj je jako vždy nakloněn zpočátku na stranu nepřítele a Neo dostává pěkně nafrak (souboje za bouřky a mohutného deště jsou opravdu skvělou podívanou). Když Smith s Neem vyhloubí asi desetimetrovou jámu do betonu, zůstává Neo nehybně ležet. Agent se najednou cítí zmaten, a sděluje, že něco není v pořádku. Pronese onu větu, kterou Neovi řekla Vědma: "Vše, co má svůj začátek, má i svůj konec." Sám si pokládá otázku, co to řekl.
Neo vstává.
Agent Smith je vytočen z toho, že Neo bojuje za hloupé lidské hodnoty jako je láska, přátelství a obranna druhých a chce znovu bojovat. Zaboří do Nea ruku a Nea tak ztransformuje do své podoby.
Najednou ale začne tento přeměněný agent Smith "praskat" a z prasklinek začne vycházet bílé světlo. Po chvíli všichni agenti okolo "praskají" a začne se z nich drát bílá záře. Stejně tak i z agenta, se kterým bojoval Neo. Agenti se roztříští a po souboji zbude jen nehybné tělo Vědmy a Nea.
Stroje splní svůj slib, ze Sionu pomalu odplouvají všechny chobotničky. Stroje bez boje odcházejí pryč.
Celý Sion se raduje a oslavuje Nea, jehož tělo leží ve městě strojů.
