Maapallo on jälleen kiristyksen kohteena. IMF-agentti Ethan Huntin täytyy uuden tiiminsä kanssa etsiä rikolliseksi kääntynyt ex-agentti Sean Ambrose, jolla on hallussa erittäin vaarallinen Chimera-virus, jolla hän voisi tappaa miljoonia ihmisiä. Virologi Nekhorvich on labrassaan kehittänyt tämän hirviömäisen tappajaviruksen pyrkiessään löytämään lääkkeen influenssaan. Toki mies on keksinyt myös vastalääkkeen, Bellerofonin, jota myös Ambrose tavoittelee isojen seteleiden toivossa. Hunt saa avukseen Nyah Hallin ja Lutherin lisäksi Ambrosen entisen tyttöystävän, jonka Hunt onnistuneesti värvää mukaan estämään Ambrosen aikeet. Tavallista kimurantimmaksi tehtävän tekevät sankarin tunteet kaunista ammattivarasta Hallia kohtaan: tyttö kun pitäisi soluttaa vihollisen petiin vakoilemaan. Apunaan Huntilla on taas vihoviimeisin hyperteknologia, mutta pahikset on varustettu samanmoisin vehkein, ja pian ovat hengenvaarassa paitsi tyttö, myös koko Australian pahaa-aavistamaton väestö.