Lorsqu'une attaque terroriste détruit le Kremlin, le gouvernement des Etats-Unis active le 'Protocole Fantôme', et renie l'équipe toute entière de Mission Impossible. Ethan Hunt et son équipe sont accusés d'être à l'origine de l'attaque, mais sont autorisés à s'échapper dans l'optique d'un plan qui leur permet d'opérer en-dehors de l'agence. Mais si Hunt ou un membre de son équipe est capturé ou compromis, ils seront considérés comme terroristes planifiant une frappe nucléaire. Il devra travailler avec l'agent Brandt, qui semble en connaître beaucoup plus sur son passé que Hunt lui-même.