Uwolniony z rosyjskiego więzienia Ethan Hunt (Tom Cruise) i jego towarzysze, m.in. Jane (Paula Patton), próbują dostać się do tajnych archiwów Kremla i zdobyć informacje o niejakim Cobalcie, który planuje atak nuklearny. Niestety, misja kończy się niepowodzeniem, a agencja IMF zostaje oskarżona o zorganizowanie zamachu bombowego na Kreml. Prezydent USA rozpoczyna procedurę rozwiązania grupy. Pozbawiony wsparcia Hunt musi odnaleźć Cobalta, oczyścić dobre imię agencji i zapobiec wojnie atomowej.