Après que son équipe l'eût extrait d'une prison russe où il croupissait pour des raisons personnelles, Ethan Hunt part à la chasse d'un terroriste nihiliste qui prévoit déclencher une guerre nucléaire afin de purifier la terre de ses mauvais éléments et forcer l'instauration d'une paix durable. En cours de route, Hunt et son équipe sont cependant mêlées à un attentat sur le Kremlin qui forcera les autorités américaines à dissoudre l'agence pour laquelle ils travaillent. Afin de blanchir le nom de leur organisation, sauvegarder leur honneur et sauver la planète, l'équipe de Mission : Impossible sera contrainte d'agir en toute indépendance et dans le plus grand secret pour contrecarrer les plans du maléfique Hendricks.