Ethan Hunt s'est retiré du service actif de l'Impossible Mission Force pour épouser sa bien-aimée Julia, qui du reste ignore tout de son passé d'agent secret. En revanche, il continue à participer aux opérations de l'IMF en entraînant des recrues.
Mais lorsque l'une d'entre elles est enlevée et tuée par Owen Davian, un redoutable trafiquant d'armes, Ethan, criblé de remords, reprend du service et forme une nouvelle équipe composée d'un spécialiste en informatique, d'une experte en arts martiaux et d'un maître du déguisement.
Leur mission: éliminer le machiavélique Davian qui, pour affaiblir Ethan, a choisi de s'en prendre à l'innocente Julia.