Csakhogy egy ismeretlen elem megmérgezi a belső soraikat is:Smith, az immár öntudatra ébredt program ravaszul elrabolja Bane-t, a hajóflotta egyik tagját. Smith már kikerült a gépek ellenőrzése alól, és minden egyes másodperccel erősebbé válik, az a célja, hogy elpusztítsa a birodalmat a való világgal és a Mátrixszal együtt. Az Orákulum végleges útmutatást ajánl Neónak, de ő fenntartásokkal fogadja a szavait, mert attól tart, hogy a nőt is csak egy program irányítja.

Niobe segítségével Neo és Trinity messzebbre merészkednek, mint eddig bármelyik ember – egy végzetes és mindent eldöntő utazásra indulnak a föld felperzselt felszínén a gépek városának szívébe. Ebben a hatalmas mechanikus metropoliszban Neo szemtől szembe kerül a gépek legfőbb vezérével, a Deus Ex Machinával, és alkut köt vele, hiszen ez a haldokló világ egyetlen reménye a túlélésre.

Ma véget ér a háború, de addig még hátravan a végső összecsapás Neo és Smith között: ez dönt két civilizáció pusztulásáról vagy fennmaradásáról.

A filmben ismét láthatóak a már ismertté vált lassított bullet timefelvételek is.