Wanneer zijn elite-organisatie door de CIA op non-actief wordt gezet, moet agent Ethan Hunt (Cruise) samen met zijn team (Renner, Pegg, Rhames) een race tegen de klok ondernemen om de opkomst van een nieuwe wereldwijde dreiging te voorkomen: The Syndicate, een gevaarlijk netwerk van afvallige agenten. Om deze verraders te dwarsbomen, moet Ethan zijn krachten bundelen met een ongrijpbare, niet-erkende agente (Ferguson). Tijdens het uitvoeren van zijn onmogelijkste missie ooit, blijft hij echter met één prangende vraag zitten: staat ze aan zijn zijde of niet?