特工伊森·亨特（汤姆·克鲁斯饰）和他的IMF小组将开启迄今为止最危险的一次任务：追踪一种会危及全人类性命的新型武器，并阻止其落入坏人之手。与此同时，伊森曾对抗过的黑暗势力也正在卷土重来，整个世界的命运

伊森·亨特（汤姆·克鲁斯 饰）需要承受自己过去行为所造成的后果，导致整个IMF任务小组都陷入危险。

资深特工伊森·亨特（汤姆·克鲁斯 饰）也有百密一疏时刻，他在接收最新任务时遭到神秘组织“辛迪加”的暗算落入对方手中。辛迪加是一支由全球各地前特工组成的秘密组织，此前一直被CIA视为空穴来风。在对方成员伊莎·福斯特（丽贝卡·弗格森 饰）的帮助下，伊森逃出生天，并及时向威廉•布莱德（杰瑞米·雷纳 饰）汇报了辛迪加确切存在的消息。然而此时布莱德的日子并不好过，他负责的IMF机构因俄罗斯核弹头等事件遭到CIA指控并责令解散。在得知该组织密谋刺杀奥地利总统时，伊森联系上了老搭档班吉·邓恩（西蒙·佩吉 饰）展开行动，

伊森·亨特和队友们接到了追回三个大杀伤性核武器的任务。眼见任务马上就能完成，但为了挽救其中一位队友卢瑟的生命，三个核武器被人趁机带走。中情局负责人斯隆女士调来她手下的得意猛将沃克，让他盯着伊森·亨特完成追回核武器的任务。

德罗宁是一家已经消失的美国汽车制造厂，由汽车业高级主管，英国人约翰·德罗宁于1975年创立。它以生产与众不同具有鸥翼车门和不锈钢车体的德罗宁DMC-12汽车闻名于世。德罗宁跑车成名于在世界各地广受欢迎的《回到未来》电影，影片1985年上映，但德罗宁公司1982年就破产了。电影中德罗宁DMC-12跑车被古怪的科学家埃米特·L·布朗博士改装成时间旅行机器，其形象成为普遍的大众回忆。由于公司破产，不再有新车出厂，DMC-12反而成为珍藏品。但直到今日，大量的DMC-12依然还在使用当中。一般估计，生产约9000

超级病毒“金美拉”和抗生素在运送途中，被恐怖组织头目Sean Ambrose盗走，Ethan Hunt率领他的IMF小组接受中情局的任务，找回病毒。这次，Ethan Hunt找到了女飞贼Nyah Nordoff-Hall搭档，后者是Sean Ambrose的前女友。Ethan Hunt在获取Nyah信任的同时，二人也暗生情愫。但是，为了完成任务，Ethan Hunt不得不安排Nyah回到Sean Ambrose身边卧底。Nyah终于打探出病毒所在的药厂，接获情报的Ethan Hunt前往药厂准备销毁病毒；

资深特工伊森·亨特也有百密一疏时刻，他在接收最新任务时遭到神秘组织“辛迪加”的暗算落入对方手中。辛迪加是一支由全球各地前特工组成的秘密组织，此前一直被CIA视为空穴来风。在对方成员伊莎·福斯特的帮助下，伊森逃出生天，并及时向威廉•布莱德汇报了辛迪加确切存在的消息。然而此时布莱德的日子并不好过，他负责的IMF机构因俄罗斯核弹头等事件遭到CIA指控并责令解散。在得知该组织密谋刺杀奥地利总统时，伊森联系上了老搭档班吉·邓恩展开行动，并于谜样女郎伊莎再度相会。 接下来的一连串事件中，辛迪加的真面目逐渐揭开，而他们

一艘飞艇即将进港，就在这时飞艇突然爆炸，砸向地面，人们四散奔逃。讲座结束的露西得知被取消终身职位面试，回到家的她见到妹妹艾米和一直昏迷的母亲，艾米鼓励露西创造自己的未来。一伙持枪歹徒进入科研基地，劫持安东尼并抢走母船。露西被国土安全局的人带到梅森集团，见到了新搭档怀亚特，梅森向他们介绍了时光机器，展示了“救生船”以及任务，回到兴登堡号的年代追捕弗林，卢夫斯被安排为驾驶员。回到过去的三人在酒吧见到凯特•蒙德，得知弗林混在帮助着陆的人里，三人到达现场告知罗森达尔指挥官弗林患西班牙流感，指挥官答应帮忙寻找，然而

中情局获得情报，得知他们的特工中出了一个叛徒，准备将中情局布置在东欧的特工名单出卖给外国特工组织。在特工头目吉姆的策划下，伊森所住的一组特工赶往了他们交易的地点。岂料，当他们按计划赶到时，却中了埋伏，一组人中除了伊森和吉姆的妻子克莱尔。这时，伊森的账户无端端多出了12万美金。伊森成了内鬼的最大的嫌疑犯。无奈之下，伊森只能凭个人之力独闯龙潭虎穴去找出出卖他们的内奸。他和外国间谍组织的接头人麦克斯取得联系后，答应帮麦克斯偷出中情局的间谍名单以交换中情局内鬼的名字。

彼得（蒂姆·罗斯 饰）与哈莉（乌玛·瑟曼 饰）是一对不务正业的夫妻，哈莉帮黑帮老大伊丽娜做了一笔买卖，但是两个人把应该交给伊丽娜（李美琪 饰）的钱给用光了。为了躲避伊丽娜的追杀，两人从伦敦逃到了美国洛杉矶，并计划去盗窃珠宝来还债，结果事与愿违。