L'agent secret Ethan Hunt recrute deux assistants, ainsi qu'une cambrioleuse de charme, Nyah Hall, en vue d'une mission de la plus haute importance. L'équipe se lance à la poursuite de Sean Ambrose, un ex-membre du MIF, détenteur d'un virus mortel...
Ayant tourné le dos aux missions périlleuses qui ont fait sa réputation, Ethan Hunt débute une nouvelle vie de formateur d'agents. Lorsqu'il apprend qu'une de ses ex-élèves a été victime d'un trafiquant d'armes, Hunt décide de reprendre du service...
À Munich, en 1972, des terroristes palestiniens prennent en otages des athlètes israéliens. Avner, agent du Mossad, reçoit l'ordre de retrouver et d'éliminer les commanditaires de l'attentat. Il quitte Tel Aviv sous une nouvelle identité...
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