L'histoire en quelques lignes...
Après avoir intercepté un gaz toxique vendu à un groupe terroriste, l'agent Ethan Hunt (Tom Cruise) pense pouvoir démontrer l'existence du Syndicat, un groupe criminel agissant à l'échelle internationale. Capturé dans une station londonienne de la Force Mission impossible (IMF) camouflée en magasin de disques, il s'enfuit d'une pièce où il s'apprête à être torturé par Janik Vinter (Jens Hultén), grâce à l'aide d'une agente désavouée du MI6, Ilsa Faust (Rebecca Ferguson).
Entre-temps, le directeur de la CIA, Alan Hunley (Alec Baldwin), et l'agent William Brandt (Jeremy Renner) paraissent devant une commission du gouvernement américain. Brandt ne pouvant parler sans l'accord du ministre de la défense, présentement décédé, Hunley obtient que l'IMF soit démantelée et ses agents intégrés au sein de la CIA. Ethan Hunt refuse la décision et continue sa traque du Syndicat en cherchant activement un homme blond portant des lunettes, plus tard identifié comme Solomon Lane (Sean Harris).
Six mois plus tard, Hunt est toujours pourchassé par la CIA. Incapable de démanteler ou révéler l'existence du Syndicat, il amène son ancien collègue Benji Dunn (Simon Pegg) à participer à une mission au théâtre d'État de Vienne lors de la représentation de l'opéra Turandot où Hunt pense que Lane se trouvera pour surveiller l'assassinat du chancelier d'Autriche. Hunt empêche l'assassinat et sauve Ilsa Faust (l'un des assassins envoyés sur les lieux), mais le chancelier est tué par une bombe posée dans son véhicule d'évacuation en guise d'assurance. Lors d'une course-poursuite, la femme s'enfuit tout en disant à Hunt qu'il sait comment la retrouver.
