影片講述一名年輕的網絡黑客尼奧發現看似正常的現實世界實際上是由一個名為「矩陣」的計算機人工智慧系統控制的。尼奧在一名神秘女郎崔妮蒂的引導下見到了黑客組織的首領墨菲斯，三人走上了抗爭矩陣的徵途。
電影於1999年3月31日在美國上映。
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上回說到尼奧終於意識到自己的能力和使命，在中彈「復活」的同時，他也變成了無所不能「救世主」。結尾的「飛升」象徵著人類超級英雄的誕生：尼奧將帶領錫安基地的人民，打響對機器世界的反擊戰，並將以勝利者的姿態結束這場戰鬥，還人類以自由之身。
實際上，整個《黑客帝國2：重裝上陣》是尼奧探尋自己使命背後真相的過程，他要為自己的行動尋找一個可以接受的理由。在上集打敗密探史密斯、救出墨菲斯之後，尼奧隨同親密愛人崔妮蒂和其他戰友一起，乘坐Nebuchadnezzar號飛船返回地球上最後一個人類據點——錫安基地。在那裡，他們和其他自由戰士們聚集到了一起，其中包括墨菲斯的甜蜜冤家——奈奧比美眉。另外，基地的政治家們也上場了。
就在這時，矩陣系統決定「先下手為強」，派遣了為數250000的電子烏賊大軍，開始進攻錫安基地，積弱的基地防守力量根本不足以對抗如此強大的機甲兵團，看來人類最後的香火也岌岌可危；當然，墨菲斯他們的飛船上有各種各樣的資料，自然少不了中國那幾本名為《左傳》《史記》之類古籍的電子版本，尼奧他們一下便想到了「圍魏救趙」的良策，決定再次潛入矩陣，從內部破壞它，最後達到消滅機甲兵團的目的。
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面對如潮的電子烏賊，人類城市危在旦夕，墨菲斯和崔妮蒂等欲與入侵者決一死戰。此時，「救世主」尼奧的身體和思想卻意外分離，後者再度陷入到「母體」中。墨菲斯和崔妮蒂也不得不帶著尼奧的身體，回到「母體」和守護天使一起尋找他。一場大戰之後，守護天使、病毒雙胞胎等皆陣亡，而尼奧卻在找到先知之後一無所獲。
錫安的局勢越來越危險，議員及指揮官相繼陣亡，機器的攻擊卻絲毫沒有因為人類的反抗而減弱。此時，被叛徒射瞎雙眼的尼奧，依然想通過希望去實現預言。這時，特工史密斯控制了先知，並變得越來越強大，威脅到了整個「母體」的穩定。在返回錫安的途中，飛船遭到電子烏賊的突襲，崔妮蒂死了，重傷的尼奧被帶到機器城市01。在和機器的談判中，尼奧答應為了人類和機器的共同利益，去消滅史密斯。於是，「母體」又面臨著一次翻天覆地的「重載」。
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