El agente Ethan Hunt, acusado de un atentado terrorista con bombas contra el Kremlin, es desautorizado junto con toda la organización, al poner en marcha el presidente el llamado 'Protocolo fantasma'. Abandonado a su suerte y sin recursos, el objetivo de Ethan es rehabilitar el buen nombre de su agencia e impedir un nuevo ataque. Pero emprende esta misión con un equipo formado por fugitivos, cuyos motivos personales no conoce bien.

Adaptación de la serie de televisión de los años 60 "Superagente 86" interpretada por Don Adams y Barbara Feldon. Steve Carell interpreta al despistado y atolondrado Superagente 86 de la agencia de inteligencia gubernamental CONTROL, que lucha contra las fuerzas del mal encarnadas en KAOS, la agencia rival. Dicho agente siempre va acompañado de su compañera, la agente 99.

Un ex agente de la CIA reconvertido en presentador de un programa de televisión sobre política es contratado por un lobby de empresas con el fin de encubrir su relación con una masacre que ha tenido lugar en un pueblo de Sudamérica.