特工汉纳威(乔什·哈洛威 Josh Holloway 饰)执行任务时遇害,核机密文件被女杀手莫伦(蕾雅·赛杜 Léa Seydoux 饰)截获。为了找回文件,特工班吉(西蒙·佩吉 Simon Pegg 饰)和特工简(宝拉·巴顿 Paula Patton 饰)从俄罗斯监狱救出了伊桑·亨特(汤姆·克鲁斯 Tom Cruise 饰)。他们接受的幽灵协议任务便是从克林姆林宫盗取核军事密码。然而,当他们接近目标时,却发现被恐怖分子亨德里克斯(迈克尔·恩奎斯特 Michael Nyqvist 饰)捷足先登,抢走了核军事密码。
恐怖分子安置的炸弹炸掉了俄罗斯的标志性建筑:克林姆林宫。在爆炸中,亨特受困医院,遭俄特工的追捕,幸好他身手矫捷,才化险为夷。不过,亨特的上司也在混乱中丧生,只剩下其助手布兰德(杰瑞米·雷纳 Jeremy Renner 饰)与亨特死里逃生,加上班吉和简。俄罗斯政府随即宣布,这起袭击已经超越了一般的恐怖袭击的范畴,是完完全全的“战争的挑衅”。俄罗斯政府的论调让它的对头美国政府如坐针毡。