Lors d'une mission à Budapest, l'agent Hanaway de l'unité IMF (Impossible Mission Force) est tué par la tueuse à gages Sabine Moreau, qui récupère les codes de lancement d'une ogive nucléaire. L'unité doit donc récupérer l'agent Ethan Hunt, alors en détention dans une prison de Moscou pour une raison inconnue. L'évasion est un succès, malgré la décision de Hunt de faire évader l'un des détenus, Bogdan, qui détient de précieuses informations. À peine libéré, Hunt se voit chargé d'une mission : infiltrer avec les agents Benjamin Dunn et Jane Carter au plus vite les archives du Kremlin pour récupérer le dossier de Cobalt, le terroriste qui a engagé Moreau.
