伊森·亨特（湯姆·克魯斯飾）和隊友們接到了追回三個大殺傷性核武器的任務。眼見任務馬上就能完成，但為了挽救其中一位隊友盧瑟（文·瑞姆斯飾）的生命，三個核武器被人趁機帶走。中情局負責人斯隆女士（安吉拉·貝塞特飾）調來她手下的得意猛將沃克（亨利·卡維爾飾），讓他盯著伊森·亨特完成追回核武器的任務。期間，女特工伊爾莎（麗貝卡·弗格森飾）突然出現，伊森·亨特發現，他要面對的并不只是恐怖分子，還有潛藏在政府部門的內鬼。