上世纪三十年代，四位曾在苏联接受特训的共产党特工组成任务小队，回国执行代号为“乌特拉”的秘密行动。由于叛徒的出卖，他们从跳伞降落的第一刻起， 就已置身于敌人布下的罗网之中。同志能否脱身，任务能否完成，雪一直下，立于“悬崖之上”的行动小组面临严峻考验。

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。