Una lista, registrata su un floppy disk e del valore di 20 milioni di dollari, rivela le vere identità dei più agguerriti agenti segreti in servizio dopo il 1989. Ethan Hunt e i suoi colleghi dell'IMF le danno la caccia in un giro di dubbie verità, doppi giochi, complotti e tradimenti.

L'agente speciale Ethan Hunt è alle prese con una crisi internazionale di proporzioni gigantesche. Al fianco il genio dell'informatica Luther Stickell Ving Rhames e una bellissima ladra Thandie Newton nel cuore, Hunt attraversa l'Australia e la Spagna in una missione che sembra proprio essere impossibile: fermare un gruppo di terroristi tedeschi prima che riescano a mettere in atto il loro piano distruttivo: ossia il rilascio del virus "Chimera".

Ethan Hunt, in procinto di sposarsi con Julia, ha deciso di ritirarsi dalla squadra operativa della IMF per dedicarsi esclusivamente all'addestramento di nuovi agenti. Acconsente tuttavia a compiere una missione a Berlino per recuperare l'agente Lindsay, che era stata una sua valida allieva. È l'inizio di una serie di fatti che lo vedranno costretto a rischiare tutto ciò che ha di più caro nella lotta contro Owen Davian, un trafficante di armi estremamente pericolose, in combutta con apparati deviati dello stesso IMF.

Implicati loro malgrado in un gravissimo attentato terroristico al Cremlino l'agente Ethan Hunt e i suoi collaboratori sono messi al bando dal governo americano. Il Presidente lancia l'operazione "Protocollo Fantasma". Hunt e i suoi ufficialmente non agiscono più per conto degli Usa ma tocca a loro, senza alcuna copertura, cercare di fermare chi sta cercando di scatenare una guerra nucleare contando sulla mai sopita diffidenza tra russi e yankee.

Con la IMF sciolta, Ethan Hunt (Tom Cruise) e il suo team devono affrontare una nuova missione impossibile: eliminare il Sindacato, un'organizzazione criminale di agenti speciali altamente qualificati incaricati di distruggere la IMF e di creare un nuovo ordine mondiale, uno "stato canaglia", attraverso una serie crescente di attacchi terroristici. Per riuscirci, Ethan riunisce la sua squadra e si allea a Ilsa Faust (Rebecca Ferguson), un'enigmatica ex agente del governo britannico.

Ethan Hunt riceve a Belfast l'ordine di una nuova missione impossibile: recuperare una valigia di plutonio e scovare i cattivissimi che immancabilmente vogliono metterci le mani sopra. Sulle tracce di John Lark, il misterioso finanziatore del rapimento di uno scienziato anarchico ed esperto in armi nucleari, ritrova a Berlino i compagni di sempre: Benji e Luther, a cui salva la pelle compromettendo la missione. E adesso tocca riparare, lanciandosi sul cielo di Parigi per (s)mascherare Lark e incontrare la Vedova Bianca, un'intermediaria sexy e letale. Come a ogni missione, niente andrà come previsto.

Ethan Hunt e la sua squadra dell'IMF si trovano di fronte alla sfida più pericolosa che abbiano mai affrontato: trovare e disinnescare una nuova terrificante arma che minaccia l’intera umanità. Con il destino del mondo e il controllo del futuro appesi a un filo, la squadra inizia una frenetica missione in tutto il mondo, per impedire che l’arma cada nelle mani sbagliate. Messo di fronte a un nemico misterioso e onnipotente, tormentato da forze oscure del passato, Ethan sarà costretto a decidere se sacrificare tutto per questa missione, comprese le vite di coloro che gli stanno più a cuore.

The eighth installment of the Mission: Impossible franchise.