特工伊森·亨特（汤姆·克鲁斯 饰）和他的IMF小组将开启迄今为止最危险的一次任务：追踪一种会危及全人类性命的新型武器，并阻止其落入坏人之手。与此同时，伊森曾对抗过的黑暗势力也正在卷土重来，整个世界的命运岌岌可危。面对神秘而强大的敌人，他不得不面对选择使命还是至爱的终极抉择。

　　退休特工兼私人侦探罗伯特·麦考尔（丹泽尔·华盛顿 饰）大杀四方为复仇之路写下最后一章。他放弃了为政府担任杀手的生活，并一直在努力调解过去所做的可怕之事，在代表被压迫者伸张正义时，他的内心找到了一种奇怪的慰藉。在意大利南部，罗伯特发现他的新朋友被犯罪头目控制了，随着事件变得致命起来，罗伯特知道自己必须与黑手党交手，以保护朋友安全。

大洋深处，一艘俄罗斯潜水艇正在执行常规任务，但是突发意外导致潜艇爆炸，全体机组人员无一幸免。而这个谜一样的事故，还隐藏着一个足以颠覆世界的大秘密。此后不久，特工伊森·亨特（汤姆·克鲁斯TomCruise饰）接到任务，要去寻找两把造型独特的钥匙。钥匙组合在一起后能够控制不断进化并拥有独立思考能力的人工智能，从而可帮助政治家实现称霸世界的野心。不愿被政治家利用的伊森找到好搭档卢瑟·斯蒂克尔（文·瑞姆斯VingRhames饰）、班吉·邓（西蒙·佩吉SimonPegg饰）恩和伊尔莎·浮士德（丽贝卡·弗格森RebeccaFerguson饰），开始试图找到并摧毁钥匙，这也意味着他们将与全世界为敌。而在行动过程中，性感女贼格蕾丝（海莉·阿特维尔HayleyAtwell饰）无意卷入其中，使这场危险游戏变得愈加扑朔迷离……