סוכן קרן המטלות הבלתי-אפשריות (IMF) טרבור האנוויי נהרג בבודפשט על ידי המתנקשת סבין מורו, שגנבה קודים להשקת נשק גרעיני רוסי כדי למכור אותם לאדם בשם "קובלט". סוכן הקרן איתן האנט מחולץ מבית כלא במוסקבה, יחד עם איש קשר בשם בוגדן, על ידי המטפלת של האנוויי וארוסתו ג'יין קרטר וסוכן השטח החדש בן ג'י דאן. הצוות מקבל משימה לחדור לקרמלין כדי להשיג מידע על קובלט. בעוד הם נמצאים בפנים, קובלט חושף את זהותם, והם נמלטים רגע לפני שפצצה הורסת את הקרמלין. איתן נעצר על ידי סוכן ה-SVR אנטולי סידורוב ומואשם בפיצוץ.
איתן נמלט ונפגש עם מזכיר הקרן, שנמצא במוסקבה עם האנליסט ויליאם ברנדט. ברנדט מזהה את קובלט כקורט הנדריקס, אסטרטג שמטרתו ליצור מלחמה גרעינית בין ארצות הברית לרוסיה. הם מבינים שהנדריקס פוצץ את הקרמלין כדי לטשטש את גניבת מתקן השיגור הגרעיני הרוסי. המזכיר מסביר שהנשיא הפעיל את "פרוטוקול רוח רפאים", מה שמנתק את הקרן מאחריות עליהם. הוא מורה לאיתן להמשיך במרדף אחרי קובלט לפני שנהרג במארב של כוחות סידורוב. איתן נמלט עם ברנדט ומתאחד עם ג'יין ובן ג'י. הם מתכננים לחדור לפגישה בין מקורב של הנדריקס, וויסטרום, ומורו במגדל בורג' ח'ליפה בדובאי, שם וויסטרום ירכוש את הקודים הגנובים.
הצוות מתכנן ליירט את הקודים באמצעות זיוף שתי פגישות: איתן וברנדט מתחזים לוויסטרום ולקריפטוגרף ליאוניד ליסנקר כדי לקבל את הקודים ממורו; ג'יין מתחזה למורו ומעבירה קודים מזויפים לוויסטרום וליסנקר האמיתיים. הם נאלצים לתת את הקודים האמיתיים כשמגלים שליסנקר יכול לאמת אותם באופן מיידי, וסומכים על איזוטופים רדיואקטיביים בנייר כדי לעקוב אחרי וויסטרום. לאחר השלמת העסקה, וויסטרום בוגד ורוצח את ליסנקר. מורו, שזיהתה שהעסקה היא מלכודת, מנסה לברוח, אך ג'יין מיירטת אותה. כשמורו תוקפת את בן ג'י במנוסתה, ג'יין, זועמת, שוכחת את הבטחתה לאיתן לא לפגוע במטרות ותוקפת את מורו. ברנדט שומע את היריות ומנסה לעצור את ג'יין מלהשליך את מורו מהחלון, אך היא לא מקשיבה ובועטת במורו אל מותה. סידורוב מנסה אך נכשל לתפוס את איתן, שנמלט מהבורג' ח'ליפה ורודף אחרי וויסטרום.
כשהמרדף בין איתן לוויסטרום נכנס לסופת חול, וויסטרום חושף את עצמו כמסווה של הנדריקס ונמלט. בינתיים, ג'יין ובן ג'י מתעמתים עם ברנדט על כישורי הלחימה המתקדמים שהציג במלון. ברנדט מודה שהתפטר כסוכן שטח לאחר שנכשל בהגנה על ג'וליה מיד, אשתו של איתן, מפני ניסיון חיסול. איתן נלקח על ידי בוגדן לסוחר נשק המכונה "הערפל" ומגלה שהנדריקס מתכנן לשגר טילים באמצעות לוויין סובייטי ישן. הלוויין שייך לטייקון תקשורת הודי, בריג' נאת'. "הערפל" מוכר את אותו המידע לסידורוב. במומבאי, ג'יין מפתה את נאת' ואז משתלטת עליו כדי להשיג את קוד השבתת הלוויין; הצוות רודף אחרי הנדריקס וויסטרום לתחנת שידור בבעלות נאת' כדי לעצור את שליחת הקודים דרך הלוויין.
הנדריקס שולח הוראות שיגור לצוללת גרעינית רוסית לשגר טיל על סן פרנסיסקו, בעוד וויסטרום משבש את מערכת התחנה כדי למנוע התערבות הקרן. בן ג'י, ברנדט וג'יין מנסים לתקן את המערכת בעוד איתן רודף אחרי הנדריקס. במפגש פנים מול פנים, הנדריקס קופץ אל מותו כדי להשאיר את מתקן השיגור מחוץ להישג ידו של איתן. לאחר שבן ג'י מחסל את וויסטרום, ג'יין משחזרת את המערכת, ואיתן משיג את מתקן השיגור כדי להשבית את הטיל רגע לפני ההתפוצצות. סידורוב מגיע ומבין כי הקרן חפה מפשע בפיצוץ הקרמלין.
בסיאטל, איתן אוסף את הצוות שלו למשימה חדשה שניתנה על ידי לותר סטיקל. ברנדט מתוודה בפני איתן על כישלונו בהגנה על ג'וליה, אך איתן מגלה לו שהיא חיה ומותה בוים כדי לתת לה זהות חדשה הרחק ממנו ולאפשר לו לחדור לכלא כדי למצוא את בוגדן. ברנדט, נרגע, מקבל את המשימה שלו. ג'וליה מופיעה ומחייכת לאיתן מרחוק לפני שהוא מסתלק ומקבל תדרוך מהקרן.
שחקנים ראשיים
טום קרוז – בתפקיד אית'ן האנט, סוכן בכיר ביחידת IMF, המנהיג של הצוות.
ג'רמי רנר – בתפקיד ויליאם ברנדט, המנתח הבכיר של יחידת IMF, סוכן שטח של IMF לשעבר אשר מצטרף לצוות של אית'ן.
סיימון פג – בתפקיד בנג'י דאן, סוכן שטח טכני ביחידת IMF, הוא בצוות של איתן.
פאולה פאטון – בתפקיד ג'יין קרטר, חברה בצוות של אית'ן, סוכנת שטח של יחידת IMF שרוצה נקמה בסבין מוראו על כך שהרגה סוכן IMF טוב במיוחד שהיה החבר הטוב ביותר שלה.
הקדימון הראשון המלא של הסרט פורסם רשמית ב-29 ביוני 2011.[2]
מוזיקה
את המוזיקה לסרט הלחין וכתב מייקל ג'אקינו, שהלחין את הפסקול גם לסרט השלישי. פסקול הסרט משלב גם את שיר הנושא של סדרת הטלוויזיה המקורית שהולחן בידי לאלו שיפרין.
