O casal Catherine (Nicole Kidman) e Matt (Joseph Fiennes) acaba de se mudar para o deserto australiano de Nathgari com os dois filhos adolescentes. Esta família é reservada e mantém pouco contato com as pessoas ao redor, até um dia em que uma grande tempestade de areia atinge a região, e os filhos do casal desaparecem. Com a ajuda de um policial, os pais procuram desesperadamente, sabendo que a alta temperatura e a falta de comida ou água pode causar a morte rápida de ambos. Enquanto isso, rumores começam a correr na vizinhança de que a culpa seria de Catherine e Matt, fazendo com que todos ao redor fiquem contra eles.

Durante a Segunda Guerra Mundial, Steve Rogers é um homem doente, do Brooklyn, que se transforma no super soldado Capitão América para ajudar nos esforços de guerra. Rogers deve parar o Caveira Vermelha, o implacável chefe de armas de Adolf Hitler e líder de uma organização que pretende usar um misterioso mecanismo de incalculáveis poderes para dominar o mundo.

Soren (Jim Sturgess) é uma corujinha fascinada pelas histórias épicas contadas pelo pai sobre os Guardiões de Ga’Hoole, míticos guerreiros alados que lutaram em uma grande batalha para salvar a espécie de uma grande ameaça. Por outro lado, seu irmão Kludd (Ryan Kwanten) zomba dele e tem ciúmes, procurando sempre atrair a atenção do pai. Um dia os dois são capturados e caem nas mãos dos Puros, corujas do mal que querem dominar o Reino do Oeste e a Grande Árvore.

Após uma guerra mundial, a Inglaterra é ocupada por um governo fascista e vive sob um regime totalitário. Na luta pela liberdade, um vigilante, conhecido apenas como V, utiliza-se de táticas terroristas para enfrentar os opressores da sociedade. V salva uma jovem chamada Evey da polícia secreta e encontra nela uma nova aliada em busca de liberdade e justiça para o seu país.

Após enfrentar os sentinelas no mundo real, Neo (Keanu Reeves) tem sua mente presa em um local que fica entre a Matrix e a realidade, do qual apenas poderá sair com a ajuda de Trainman (Bruce Spence). Após perceberem que as ondas cerebrais de Neo são idênticas as de uma pessoa conectada à Matrix, Trinity (Carrie-Anne Moss) e Morpheus (Laurence Fishburne) buscam a ajuda da Oráculo (Mary Alice) e Seraph (Sing Ngai). Trinity, Morpheus e Seraph vão em busca de Merovingian (Lambert Wilson), que possui controle sobre Trainman e pode libertar Neo. Após obterem sucesso no resgate, o trio se divide em duas missões: Enquanto Morpheus e a tripulação de duas naves parte rumo a Zion, na tentativa de ajudar no combate contra as máquinas, Neo e Trinity se dirigem à Cidadela das Máquinas.

Após derrotar as máquinas em seu combate inicial, Neo ainda vive na Nabucodonosor ao lado de Morpheus, Trinity e Link, o novo tripulante da nave. As máquinas estão realizando uma grande ofensiva contra Zion, onde 250 mil delas escavam rumo à cidade e podem alcançá-la em poucos dias. A Nabucodonosor é convocada para retornar a Zion e participar da reunião que definirá o contra-ataque para salvar a humanidade da extinção. Entretanto, um recado enviado pelo Oráculo faz com que Neo retorne à Matrix.

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.