Reparto principal:
* Keanu Reeves como neo
* Laurence Fishburne como Morfeo
* Carrie-Anne Moss como trinidad
* Hugo Tejiendo como el agente Smith
* Jada Pinkett Smith como Níobe
* Lambert Wilson como el merovingio
* Mónica Bellucci como Perséfone
* Harold Perrineau como enlace
* Daniel Bernhardt como el agente Johnson
* Nona Gaye como Zee
Reparto de reparto:
* Ian Bliss como Rhesus
* Collin Chou como serafín
* Anthony Wong como el fabricante de llaves
* Bruce Spence como el arquitecto
* David Roberts como ratón
* Harry Lennix como el oráculo
* Gloria Foster como The Oracle (material de archivo)
* Alanna Masterson como la joven Trinidad
Esta lista incluye el elenco principal, pero hay muchos otros papeles secundarios y personajes más pequeños en la película.