上一部结尾，尼奥（基奴李维斯饰）终于意识到自己的能力和使命，中弹复活后，变成了无所不能的“救世主”，他和女友崔妮蒂（凯莉·安·摩丝饰），舰长墨菲斯（劳伦斯·菲什伯恩饰）回到了人类的基地锡安，受到人们的热烈欢迎。
　　此时，“母体”决定先下手为强，派出了两万五千只电子乌贼攻击锡安基地；墨菲斯、尼奥和崔妮蒂则再次进入“母体”，寻找“制钥者”，准备从内部破坏；而本该被尼奥消灭的特勤史密斯似乎出了点问题，脱离了“母体”的控制，拥有可怕的复制能力，阻碍尼奥他们的行动。

　　第二集中，尼奥（基努·里维斯KeanuReeves饰）没有能从内部摧毁“母体”，他的身体在真实世界的飞船上陷于昏迷，思想却被困在介于“母体”和真实世界的中间地带，这个地方由“火车人”控制。墨菲斯（劳伦斯·菲什伯恩LaurenceFishburne饰）和崔妮蒂（凯瑞-安·莫斯Carrie-AnneMoss饰）等人知道了尼奥的情况，在守护天使的带领下，找到了“火车人”的控制者梅罗纹奇，经过一番激斗，将尼奥救了出来。
　　此时，电子乌贼部队对锡安发起了猛烈的攻击，人类组织所有机甲战士展开顽强的抵抗，形势危在旦夕；尼奥和崔妮蒂驾驶了一艘飞船克服重重困难，到达机器城市，尼奥终于见到了机器世界的统治者“机器大帝”，双方谈判并达成了协议：尼奥除掉不受“母体”控制的史密斯，以换取锡安的和平。
　　在“母体”中，尼奥和史密斯展开了关系人类生死存亡的最后决斗。

　　英格丽（朱丽安·摩尔JulianneMoore饰）和玛莎（蒂尔达·斯文顿TildaSwinton饰）年轻时是好朋友，她们曾在同一家杂志社工作。后来英格丽成为了一名小说家，而玛莎成为了一名战地记者，她们渐行渐远。失联多年后，她们重新开始了联系。

　　美国气候学家杰克（丹尼斯•奎德DennisQuaid饰）认为，温室效应正在引发地球的大灾难，北极冰川的融化，会让地球回到冰河世纪那样的劫难。他的提醒并没有引起美国当局的重视，一切都已经太晚：飓风、冰雹、洪水、冰山融化、极度严寒，一系列的地球巨变引发了一场不可挽救的灾难。美国政府组织北纬30度的民众转移到赤道周围，场面一片混乱。更糟糕的是，杰克的儿子，正困在曼哈顿的图书馆里，靠烧书生火来维持体温。大家怎样才能逃过这场灭顶的灾祸？冰天雪地的地球何时才能回暖？

　　土耳其一个白雪皑皑的偏远小镇上，冬天总是漫长难熬，大雪封路、与世隔绝。有传言说，熊已经提前从冬眠中苏醒，并在四处觅食。虽然没有人真正见过它们，居民们还是很担心它们会很快来到镇上。阿斯利是一名年轻的护士，最近被派到这个小镇履行义务服务。在一个寒冷的夜晚，镇上的一个男人失踪了，这引起了各种谣言。阿斯利也发现自己一步步陷入与之相关的秘密和怀疑的漩涡之中。

　　安迪·古德里奇（迈克尔·基顿MichaelKeaton饰）的第二任妻子进入了戒毒所，留下他和他们年幼的孩子们，他的生活变得分崩离析。古德里奇不得不求助于他的大女儿格蕾丝（米拉·库尼斯MilaKunis饰），而格蕾斯正努力帮助安迪成为一个崭新的父亲。

　　一个单身父亲和两个女人从家中的安全地带冒险面对可怕的生物，以挽救一个小男孩的生命。