Ethan Hunt, un agente segreto ingiustamente accusato della morte degli agenti della sua squadra, deve entrare negli archivi segreti della CIA per risolvere un complicato intrigo. Sfuggendo ai killer del governo, penetrando nei segretissimi archivi della CIA, aggrappandosi al tetto di un treno lanciato ad alta velocità, Hunt è in gara contro il tempo per lasciarsi alle spalle i suoi inseguitori e arrivare a un passo dalla risoluzione dell'intrigo. Come si può impedire che un gruppo di terroristi metta in ginocchio l’intero pianeta? Questo è decisamente un compito per l’agento dell’IMF Ethan Hunt. La migliore spia al mondo fa coppia con la stupenda Nyah Hall per cercare di fermare un ex-agente IMF, Sean Ambros, che minaccia il mondo con un nuovo tipo di terrorismo. La loro missione li porterà ad attraversare il mondo e ad operare delle scelte difficili tra ciò che amano e ciò in cui credono. L'agente segreto Ethan Hunt per amore della bella infermiera Julia è deciso a ritirarsi per dedicarsi all'addestramento dei nuovi agenti. Ma Owen Davian, trafficante di armi e spia internazionale, lo richiama all'azione. Hunt insieme alla sua squadra partirà alla ricerca di una sua allieva rapita e si troverà a inseguire tra Berlino, Shanghai e il Vaticano un ordigno che minaccia il mondo intero. Le cose si complicano ulteriormente quando anche la vita di Julia si trova in serio pericolo.