幾つもの困難なミッションを成功させてきたＩＭＦのエージェント、イーサン・ハント。アムステルダム滞在中の彼に新たな任務が下される。それは“エンティティ”と呼ばれる、全人類の平和を脅かしかねないＡＩを手に入れるために必要な鍵を回収するというもの。その鍵はイーサンと旧知の女性イルサが不当に入手し、彼女は指名手配されていた。さらにこの件にはイーサンがＩＭＦに入るきっかけを作った人物ガブリエルが絡んでいた。