Thomas A. Anderson (Keanu Reeves) es programador informático de día y un hacker llamado Neo de noche. Lleva toda su vida intuyendo que hay algo más, que hay algo que falla y esa duda se ve reafirmada con un mensaje recibido en su ordenador: «Matrix te posee». Así, Neo comienza la búsqueda desesperada de una persona de la que solo ha oído hablar: otro hacker llamado Morfeo (Laurence Fishburne), alguien que puede darle la respuesta a las preguntas que tanto le atormentan: ¿qué es Matrix? y ¿por qué lo posee?
Morfeo y su equipo, al darse cuenta de que sus enemigos están buscando a Neo, deciden entrar en contacto con él. La hacker Trinity (Carrie-Anne Moss), amiga de Morfeo, lo conduce hasta él y la respuesta que busca. Pero para obtenerla debe renunciar a su vida anterior y a todo lo que había conocido antes.