Der Film beginnt damit, dass Polizisten versuchen, eine junge Frau festzunehmen. Sie kann jedoch durch scheinbar übernatürliche Kräfte – extrem schnelle Kampfbewegungen und Levitation – entkommen. Bei ihrer Flucht wird sie von mit der Polizei zusammenarbeitenden „Agenten“ in grauen Anzügen verfolgt, die ähnliche Fähigkeiten wie sie haben. Die Frau flüchtet in eine Telefonzelle, die einen Moment später von einem Agenten mit einem LKW zerquetscht wird. Die Frau ist in den Trümmern aber nicht zu finden.
Der junge Hacker Neo begibt sich derweil nachts in einen Musikclub, nachdem er eine geheimnisvolle Botschaft auf seinem Computer erhalten hat. Die Frau aus dem Vorspann, die sich als die polizeilich gesuchte Hackerin Trinity zu erkennen gibt, warnt ihn vor bevorstehender Gefahr. Am nächsten Morgen wird Neo vom geheimnisvollen Morpheus in eben dem Augenblick telefonisch kontaktiert, als Agenten an Neos Arbeitsplatz auftauchen. Morpheus zeigt ihm einen Fluchtweg über die Außenfassade des Bürohochhauses. Der Weg ist Neo aber zu gefährlich; er wird verhaftet. Ein Agent, Mr. Smith, verhört Neo und wirft ihm zahlreiche Cyberverbrechen vor. Neo erhält ein Amnestieangebot, sofern er den Agenten Morpheus ausliefere, der ein gefährlicher Terrorist sei. Als Neo sich weigert, wächst plötzlich sein Mund zu, so dass er nicht mehr schreien kann. Anschließend wird ihm ein virusförmiges Gerät in den Bauch eingepflanzt. Im nächsten Moment erwacht er zu Hause und denkt zunächst an einen Alptraum.
Trinity kontaktiert Neo jedoch erneut und entfernt auf der Fahrt zu Morpheus das Gerät aus Neos Körper, das eine Art Peilsender (eigentlich aber ein Suchprogramm) ist. Morpheus erklärt Neo, dass er ein Gefangener der „Matrix“ sei, und bietet ihm die Befreiung an. Neo willigt ein und erwacht nach einer kurzen Prozedur in der wahren Realität: Sein echter Körper befindet sich – wie die fast aller anderen Menschen der Erde – unbeweglich und an zahlreiche Leitungen angeschlossen in einer Art Brutkasten in einer riesigen Zuchtanlage. Einmal aufgewacht, werden die Leitungen gekappt, und Neo wird bewusstlos in eine Abfallgrube rutschen gelassen. Von dort wird er an Bord eines Hovercraft-Schiffes geschafft, das von Morpheus befehligt wird. Während Neo im Koma liegt, wird sein Körper langsam für ein Leben in der "richtigen" Welt medizinisch aufgebaut.
Sobald Neo ausreichend hergestellt ist, erzählt Morpheus ihm den Hintergrund der Geschichte: Die Menschheit verlor vor langer Zeit, vermutlich zu Beginn des 21. Jahrhunderts, einen Krieg gegen von ihr selbst erschaffene Maschinen mit künstlicher Intelligenz. Gegen Ende des Krieges verdunkelten die Menschen den Himmel, um die Maschinen an der Sonnenenergiegewinnung zu hindern und so auszuschalten. Die Maschinen reagierten jedoch, indem sie menschliche Körper zur Energiegewinnung nutzten, und entwickelten die Computersimulation der Matrix, um die bewusstlosen Menschen unter Kontrolle zu halten. Ernährt werden diese unter anderem mit den aufgelösten Leichen der Verstorbenen. Die Agenten in der Matrix sind Schutzprogramme, die gegen menschliche Revolutionäre wie Morpheus und Trinity vorgehen, die sich durch Telefonleitungen in die Matrix hacken, um Menschen zu befreien. Dies ist gefährlich, da man, sofern man in der Matrix zu sterben glaubt, auch in Wirklichkeit stirbt. Laut Morpheus handelt es sich bei Neo um den „Auserwählten“, der laut des ominösen Orakels die Matrix bezwingen wird.
Neo wird an Bord des Schiffes, der Nebukadnezar, für den Kampf in der virtuellen Realität der Matrix ausgebildet. Dazu werden ihm mithilfe von Speichermodulen verschiedene Fähigkeiten und Kampfkünste beigebracht. Morpheus lehrt ihn, dass in der Scheinwelt der Matrix physikalische Gesetze durch reine Willenskraft gebeugt oder sogar gebrochen werden können. Als Neo von Morpheus einige Zeit später zum Orakel in der Matrix gebracht wird, sagt ihm das Orakel, dass Neo nicht der Auserwählte sei, aber sich Morpheus in seiner Überzeugung für ihn opfern werde. Auf dem Rückweg vom Orakel wird Morpheus durch den Verrat eines seiner Crewmitglieder von Mr. Smith in der Matrix gefangen genommen, und der Großteil der Crew wird vom Verräter getötet, bevor dieser selbst den Tod findet. Während die Agenten Morpheus foltern, um in den Besitz des geheimen Zugangscodes für die letzte freie Stadt der Menschheit, Zion, zu gelangen, begeben sich Neo und Trinity zu einem Befreiungsversuch erneut in die Matrix. Nach dem geglückten Befreiungsversuch entkommen Morpheus und Trinity aus der Matrix, aber Neo wird durch Mr. Smith an der Flucht gehindert. Nach einer Verfolgungsjagd und einem harten Kampf wird Neo von Agent Smith erschossen. Trinity ist wegen einer Prophezeiung des Orakels jedoch davon überzeugt, dass Neo lebt, da ihr offenbart wurde, dass sie sich in den Auserwählten verlieben würde: Sie gibt Neos Körper an Bord der Nebukadnezar einen Kuss: „Das Orakel hat mir gesagt, dass der Mann, den ich liebe, der Auserwählte ist. Du kannst also unmöglich tot sein!“ Neo erwacht daraufhin mit neuen Fähigkeiten; kann den Code der Matrix nun deutlich sehen und mit seinen Gedanken frei manipulieren. Nach einem kurzen ungleichen Kampf, in dem Neo seinen Gegner Agent Smith souverän beherrscht, dringt er in dessen Körper ein und zerstört ihn von innen.
Gegen Ende des Films befindet sich Neo in der Matrix und erklärt, die in der Matrix gefangenen Menschen befreien zu wollen, bevor er sich nach Art eines Superman in die Lüfte erhebt.
Quelle: Wikipedia