Sean Ambrose (Dougray Scott) wykrada z laboratorium firmy farmaceutycznej próbki śmiertelnego wirusa zwanego Chimerą. Chce sprzedać wirusa firmie zajmującej się produkcją leków zwalczających tego wirusa, by później wywołać światową epidemię i wzbogacić się na zyskach ze sprzedaży antidotum. Agent rządowy Ethan Hunt (Tom Cruise) otrzymuje zlecenie odnalezienia niebezpiecznych próbek. Razem z geniuszem komputerowym Lutherem Stickellem (Ving Rhames) oraz zabójczą złodziejką Nyah Nordoff-Hall (Thandie Newton) podejmuje się niebezpiecznej misji od której zależy los ludzkości. Agent Hunt Musi szybko powstrzymać szaleńca i zniszczyć wszystkie istniejące wirusy. Niestety podczas akcji Nyah zostaje przez przypadek zarażona śmiertelnym wirusem.