에단 헌트는 세계를 위협하는 테러 조직 신디케이트의 수장 솔로몬 레인을 우여곡절 끝에 체포했지만, 그의 잔당들은 여전히 세계 각지에서 테러를 일삼는다. 에단 헌트와 그의 팀은 테러조직의 핵무기 소지를 막기 위해 미션에 착수한다. 에단 헌트는 작전 수행 중 예상치 못한 결단을 내리게 되고, 중앙정보국 CIA는 그를 견제하기 위해 상급 요원 어거스트 워커를 파견한다. 최악의 테러 위기와 라이벌의 출현 속, 팀이 행한 모든 선의의 선택들이 최악의 결과로 돌아오면서 미션은 점점 더 예측할 수 없는 상황으로 치닫게 되는데...