IMF-ryhmä (Impossible Mission Force) saa tehtäväkseen estää CIA-agenttien nimiä sisältävän NOC-listan joutumisen erään asekauppiaan käsiin. Ethan Huntin johdolla ryhmä lähtee Prahaan kaappaamaan disketin. Vaikka tehtävä näyttääkin aluksi sujuvan suunnitelmien mukaan, ryhmä huomaa pian, että he ovat kävelleet suoraan ansaan. Tehtävä keskeytetään ja ainoat, jotka ovat jääneet henkiin, ovat Ethan ja Claire. Epäilyt petturuudesta nousevat esille, joten Ethan lähtee omalle tehtävälleen. Hän aikoo löytää kadonneen NOC-listan ja paljastaa petturin.

Maapallo on jälleen kiristyksen kohteena. IMF-agentti Ethan Huntin täytyy uuden tiiminsä kanssa etsiä rikolliseksi kääntynyt ex-agentti Sean Ambrose, jolla on hallussa erittäin vaarallinen Chimera-virus, jolla hän voisi tappaa miljoonia ihmisiä. Virologi Nekhorvich on labrassaan kehittänyt tämän hirviömäisen tappajaviruksen pyrkiessään löytämään lääkkeen influenssaan. Toki mies on keksinyt myös vastalääkkeen, Bellerofonin, jota myös Ambrose tavoittelee isojen seteleiden toivossa. Hunt saa avukseen Nyah Hallin ja Lutherin lisäksi Ambrosen entisen tyttöystävän, jonka Hunt onnistuneesti värvää mukaan estämään Ambrosen aikeet. Tavallista kimurantimmaksi tehtävän tekevät sankarin tunteet kaunista ammattivarasta Hallia kohtaan: tyttö kun pitäisi soluttaa vihollisen petiin vakoilemaan. Apunaan Huntilla on taas vihoviimeisin hyperteknologia, mutta pahikset on varustettu samanmoisin vehkein, ja pian ovat hengenvaarassa paitsi tyttö, myös koko Australian pahaa-aavistamaton väestö.

Tom Cruise tekee komean paluun Ethan Huntin rooliin toimintaseikkailujen sarjan kolmannessa osassa, jonka on ohjannut Lost-sarjan luoja J.J.Abrams. Nyt Hunt joutuu kohtaamaan kaikkien aikojen pahimman vastustajansa, häikäilemättömän asekauppiaan Owen Davianin (Philip Seymour Hoffman). Huima seikkailu kuljettaa pelottoman sankarin tiimeineen Yhdysvalloista Vatikaaniin, Berliiniin ja Shanghaihin.

Presidentti panee vireille ”Ghost Protocolin” ja Kremlin terroripommituksesta syytetyn IMF-agentin Ethan Huntin osaston toiminta lopetetaan. Ilman taustatukea tai apuvälineitä Ethanin täytyy puhdistaa osastonsa nimi ja estää uusi terrori-isku. Ethan joutuu suoriutumaan tehtävästä yhdessä IMF:stä eronneiden agenttien kanssa tietämättä täysin ryhmän motiiveja.

IMF on ennenkin joutunut hiillostuksen kohteeksi, mutta nyt sitä uhkaa lakkauttaminen. Samaan aikaan maailmaa uhkaa Syndikaatti, huippukoulutettu ryhmä entisiä agentteja, jotka ovat hylänneet kotimaansa ja ajavat omia etujaan. Syndikaatin on pitkään huhuttu olevan vain vakoojien keskuudessa liikkuva myytti eikä CIA usko koko ryhmän olemassaoloon. Ethan Hunt on kuitenkin saanut juuri kokea karvaasti, että järjestö on paitsi voimissaan, myös vääjäämättä tikittävä aikapommi. Ja vaikka oman agenttiryhmän kohtalo on vaakalaudalla, Ethan ei voi kääntää selkäänsä, kun pelissä ovat korkeimmat mahdolliset panokset. Perivihollisensa kohdatessaan Huntin on otettava käyttöön kaikki ne avut, jotka ovat tehneet hänestä huippuagentin, hän äärirajoilla nujertaakseen suurimman uhan, jonka hän on urallaan toistaiseksi kohdannut. Mutta ennen kaikkea hän yrittää täyttää tehtävistä tärkeimmän: pysyä uskollisena ystävilleen ja uskoa siihen, että älyn avulla mahdottomasta voi tulla mahdollista.

Synkkä pilvi IMF:n ympärillä on haihtunut, eikä järjestöä enää uhkaa lakkauttaminen. Täyttä luottoa se ei silti ole saanut takaisin, eikä Ethan Huntin epäonnistunut operaatio auta asiaa. IMF:n ja CIA:n reviiririitojen seurauksena hän saa aisaparikseen August Walkerin etsimään kadonnutta plutoniumia, jota kaupittelee nimekkäällä sukupuulla varustettu Valkoinen leski. Yksinkertaisesta tehtävästä tulee vieläkin monimutkaisempi, kun Ethanin menneisyys alkaa saavuttaa huippuvakoojaa. Ammattianarkisti ja kokopäiväinen kaaoksenkylväjä Solomon Lane , jonka rikollisjärjestö Syndikaatti on brändännyt itsensä Apostolit-nimiseksi terroristiryhmäksi, saa käsiinsä nämä kolme plutoniumpalloa ja pian ihmiskuntaa uhataan ydinaseiskulla. Syndikaatin rippeet uhkaavat siis yhä maailman rauhaa, mutta onneksi Hunt saa apua tutulta brittivakoojalta Ilsa Faustilta.

Venäläinen Sevastopol-niminen sukellusvene tuhoutuu yllättäen petollisessa lähitaistelutilanteessa, jonka kapellimestarina toimii alukseen asennettu testivaiheessa ollut poikkeuksellisen kehittynyt The Entity -tekoälyjärjestelmä. Kyseinen tekoäly on kuitenkin onnistunut irtautumaan muotistaan ja matkaamaan dataverkon läpi maailmalle tarkkailemaan ihmisten arkea. Suurimpien maiden hallitukset ovat saaneet tietää siitä ja sen mittaamattomista voimavaroista toivoen saavansa sen valtaansa.

Siihen tarvitaan kuitenkin kahta täydellisesti yhteen sopivaa avainta, jotka ovat erillään ja hukassa. IMF:n luottoagentti Ethan Hunt ja hänen ryhmänsä saa tehtäväkseen löytää koko ihmiskuntaa uhkaavan pelottavan aseen ennen kuin se joutuu väärin käsiin. Tulevaisuuden ja kohtalon hallinnan ollessa vaakalaudalla, joutuu Ethan kollegoineen kohtaamaan sekä lukuisia virkavaltoja, että menneisyyden haamuja päästäkseen käsiksi kohteeseensa.

The eighth installment of the Mission: Impossible franchise.