Em um futuro próximo, Thomas Anderson (Keanu Reeves), um jovem programador de computador que mora em um cubículo escuro, é atormentado por estranhos pesadelos nos quais encontra-se conectado por cabos e contra sua vontade, em um imenso sistema de computadores do futuro. Em todas essas ocasiões, acorda gritando no exato momento em que os eletrodos estão para penetrar em seu cérebro. À medida que o sonho se repete, Anderson começa a ter dúvidas sobre a realidade. Por meio do encontro com os misteriosos Morpheus (Laurence Fishburne) e Trinity (Carrie-Anne Moss), Thomas descobre que é, assim como outras pessoas, vítima do Matrix, um sistema inteligente e artificial que manipula a mente das pessoas, criando a ilusão de um mundo real enquanto usa os cérebros e corpos dos indivíduos para produzir energia. Morpheus, entretanto, está convencido de que Thomas é Neo, o aguardado messias capaz de enfrentar o Matrix e conduzir as pessoas de volta à realidade e à liberdade.

Em Los Angeles, o psicopata Howard Payne (Dennis Hopper) colocou uma bomba em um ônibus, que explodirá caso a velocidade do veículo seja inferior a 80 km/h. Assim Jack Traven (Keanu Reeves), um policial, entra no veículo com ele em movimento e explica a situação aos passageiros, mas um deles, que tinha cometido algum tipo de crime, sente-se perseguido e acaba provocando um tiro acidental, que fere o motorista. Isto força o policial a pedir que Annie Porter (Sandra Bullock), uma passageira, dirija sem deixar cair a velocidade ou todos morrerão, enquanto a polícia tenta encontrar um meio de desarmar a bomba.