El agente especial Ethan Hunt vuelve a estar implicado en una crisis internacional de dimensiones espectaculares. Acompañado del genio informático Luther Stickell y con el recuerdo de una hermosa ladrona, Hunt recorre Australia y España embarcado en lo que parece una misión imposible: detener a un villano enloquecido antes de que lleve a cabo sus planes de destrucción masiva.

Atormentado por los recuerdos de la guerra, Jacob Singer continúa viviendo una angustiosa pesadilla. Los fantasmas del pasado resurgen por encima del presente y Jacob lucha con todas sus fuerzas por aferrarse a la realidad y aclarar todo lo que está ocurriendo en el interior de su mente.

Un grupo de los más peligrosos y temidos presos son trasladados a un nuevo penal, en el avión viaja también Cameron Poe, que acaba de conseguir la condicional y está deseando ver a su esposa e hija. Sin embargo, se ve envuelto en un secuestro aéreo urdido meticulosamente por Cyrus "El Virus". Mientras que Cameron intenta evitar que Cyrus y sus secuaces masacren a toda la tripulación y que el avión se estrelle contra la ciudad de Las Vegas, Vicen Larkin de la policía judicial, tiene que convencer a sus superiores para que no hagan explotar el avión con todos sus pasajeros.

El campeón mundial de boxeo en la categoría de pesos pesados George ’Iceman’ Chambers es enviado a prisión acusado de violación, cargo del que él se declara totalmente inocente. Lo que más le indigna es que en la cima de su carrera de boxeador profesional no va a poder disfrutar y defender su título de campeón invicto.

En este thriller lleno de acción, Ethan Hunt se enfrenta al malo más duro que ha conocido, Owen Davian, un traficante de armas y de información a escala internacional que carece de remordimientos y de conciencia.