Após vencer as máquinas em sua primeira batalha, Neo (Keanu Reeves) continua a viver a bordo da Nabuconodosor, ao lado de Morpheus (Laurence Fishburne), Trinity (Carrie-Anne Moss) e Link (Harold Perrineau Jr.), o novo membro da tripulação. Enquanto isso, as máquinas lançam uma ofensiva massiva contra Zion, com 250 mil unidades escavando em direção à cidade, ameaçando alcançá-la em poucos dias. A Nabuconodosor recebe a ordem de retornar a Zion para participar de uma reunião crucial que definirá a estratégia de contra-ataque dos humanos contra as máquinas. Contudo, um aviso do Oráculo (Gloria Foster) faz com que a nave parta novamente, levando Neo de volta à Matrix. Lá, ele descobre que deve encontrar o Chaveiro (Randall Duk Kim), um ser que detém a chave para todos os caminhos dentro da Matrix, atualmente aprisionado por Merovingian (Lambert Wilson) e sua esposa, Persephone (Monica Bellucci).
