Durante uma missão em Praga, um grupo especial de agentes cai em uma cilada. O americano Ethan Hunt descobre que apenas ele e outra agente sobreviveram. Tomado como informante, ele foge e começa a agir por conta própria. Com a ajuda de um novo grupo, ele vai tentar limpar seu nome, descobrindo quem foi o espião que armou para o seu time.

Ethan Hunt retorna para liderar sua equipe em uma missão que pretende capturar um vírus mortal alemão antes que ele seja liberado por terroristas. Sua missão é fazer o impossível, até porque ele não é a única pessoa procurando as amostras da doença. Ele também compete com uma gangue de terroristas internacionais, liderados por um ex-agente que já roubou a cura para o vírus.

O agente Ethan Hunt está afastado do trabalho de campo para a IMF, trabalhando apenas como treinador de novos agentes. Ele agora leva uma vida tranquila com Julia, com quem pretende se casar e que nada sabe sobre seu verdadeiro trabalho. Entretanto Ethan é chamado de volta à ativa quando uma de suas pupilas, Lindsey, é capturada por Owen Davian, um negociante de armas sem escrúpulos.

Ethan Hunt e sua equipe correm contra o tempo para localizar um perigoso terrorista chamado Hendricks, que obteve acesso aos códigos de lançamento nuclear russo e está planejando um ataque aos Estados Unidos. Uma tentativa de detê-lo termina em uma explosão que causa grande destruição no Kremlin e o IMF é implicado no bombardeio, forçando o Presidente a rejeitá-los. Sem a ajuda do governo, Ethan e sua equipe perseguem Hendricks em todo o mundo, embora ainda possa ser tarde demais para impedir um desastre.

O agente do IMF Ethan Hunt e sua equipe enfrentam uma das missões mais difíceis: erradicar o Sindicato, uma organização secreta internacional de assassinos profissionais que está determinada a destruir o IMF.

Em uma perigosa tarefa para recuperar plutônio roubado, Ethan Hunt opta por salvar sua equipe em vez de completar a missão. Com isso, armas nucleares caem nas mãos de agentes altamente qualificados e que pertencem a uma rede mortal que deseja destruir a civilização. Agora, com o mundo em risco, Ethan e sua equipe da IMF são forçados a aliar-se a um obstinado agente da CIA.

Ethan Hunt e sua equipe embarcam em sua missão mais perigosa: rastrear uma nova arma aterrorizante que ameaça toda a humanidade antes que caia em mãos erradas. Com o controle do futuro e o destino do mundo em jogo e as forças sombrias do passado de Ethan se aproximando, uma corrida mortal ao redor do globo começa. Confrontado por um inimigo misterioso e todo-poderoso, Ethan é forçado a considerar que nada pode importar mais do que sua missão – nem mesmo a vida daqueles com quem ele mais se importa.

Depois de escapar de um acidente de trem calamitoso, Ethan percebe que a Entidade está escondida a bordo de um antigo submarino russo, mas um inimigo do seu passado chamado Gabriel também está no encalço.