超级人工智能“智体”即将引爆全球核弹危机，把世界推向毁灭边缘。而伊森·亨特（汤姆·克鲁斯 饰）和他的IMF小队在上次行动中遭遇重创，团队濒临分崩离析。虽然伊森已获得关闭“智体”的钥匙，但要彻底消灭“智体”，完成这一拯救全人类的终极任务，仍需要IMF小队齐心协力突破重重困难。他们不仅要面对全知全能又无影无形的“智体”与其手下盖布瑞尔（埃塞·莫拉雷斯 饰）的百般阻拦，还要解决来自过去的种种恩怨。每个抉择都关乎信念与命运，等待伊森和IMF小队的，究竟是怎样的结局？

伊森·亨特（汤姆·克鲁斯饰）和队友们接到了追回三个大杀伤性核武器的任务。眼见任务马上就能完成，但为了挽救其中一位队友卢瑟（文·瑞姆斯饰）的生命，三个核武器被人趁机带走。中情局负责人斯隆女士（安吉拉·贝塞特饰）调来她手下的得意猛将沃克（亨利·卡维尔饰），让他盯着伊森·亨特完成追回核武器的任务。期间，女特工伊尔莎（丽贝卡·弗格森饰）突然出现，伊森·亨特发现，他要面对的并不只是恐怖分子，还有潜藏在政府部门的内鬼。