イーサン・ハント（トム・クルーズ演じる）と彼のチームメイトは、3つの大量破壊兵器を回収する任務を与えられた。任務が間もなく完了すると見て、チームメイトの一人、ルーサー（ヴィング・レイムス）の命を救うために、3つの核兵器が持ち去られました。 CIA長官のスローン女史（アンジェラ・バセット演じる）は、お気に入りのウォーカー将軍（ヘンリー・カビル演じる）を異動させ、核兵器回収の任務を遂行するためにイーサン・ハントを見守るよう頼んだ。そんな中、レベッカ・ファーガソン演じる女性エージェント・イルサが突然現れ、イーサン・ハントは自分がテロリストだけでなく、政府部門に潜む内部関係者とも対峙していることを知る。