Der Kreml wurde Ziel eines verheerenden Bombenanschlags. Da sich Geheimagent Ethan Hunt (Tom Cruise) zur selben Zeit dort aufgehalten hat, wird ihm und seinem kompletten IMF-Team die Schuld für diesen Anschlag zugeschoben. Der Präsident der Vereinigten Staaten aktiviert das „Phantom Protokoll“ und verleugnet somit das gesamte IMF. Ethan, Jane (Paula Patton), Benji (Simon Pegg) und Brandt (Jeremy Renner) sind der Rest vom Team. Zusammen versuchen sie den Fall aufzuklären und ihre Unschuld zu beweisen. Doch sie haben keinerlei Hilfe und sind völlig auf sich allein gestellt…