Morpheus révèle à Neo que le monde qu'il connaît est en fait une simulation élaborée, créée par les machines pour garder l'humanité docile pendant qu'elle utilise son corps comme source d'énergie. Morpheus offre à Neo un choix : prendre la pilule rouge et s'éveiller à la vérité, ou prendre la pilule bleue et rester dans sa confortable illusion. Neo choisit de prendre la pilule rouge et est ainsi secoué dans le monde réel, où il découvre que lui et le reste de l'humanité sont gardés dans des capsules artificielles et câblés dans la matrice, un programme informatique complexe qui simule le monde entier. Morpheus et son équipe, y compris Trinity et le chasseur de programmes voyous Cypher, entraînent Neo dans les voies de la matrice et de ses capacités de maîtrise de la physique. Au fur et à mesure qu'il devient plus puissant, il doit également faire face aux agents, des programmes informatiques sensibles chargés de maintenir le bon fonctionnement de la matrice. Au fur et à mesure que le film progresse, Neo en apprend plus sur son rôle de "celui" et son destin de libérer l'humanité des machines. Il fait face à de nombreux défis en cours de route, notamment des batailles avec les agents et une confrontation avec l'agent malveillant Smith, qui a pris sa propre vie et cherche à détruire Neo à tout prix.