Sau nhiều năm làm nhiệm vụ, tại mở đầu NHIỆM VỤ BẤT KHẢ THI 3, Ethan Hunt quyết định rời IMF để ổn định cuộc sống. Anh cầu hôn Julia và chuẩn bị đám cưới.

Tuy nhiên, đồng nghiệp kiêm học trò cũ của anh là Lindsey bị mất tích khi điều tra tung tích tên sát nhân nguy hiểm Owen Davian. Ethan nhận lệnh phải tìm cô.

Sau nhiều nguy hiểm, Ethan cứu được Lindsey nhưng Davian đã gài bom trong não cô. Lindsey hy sinh trước khi kịp nói hết manh mối.

Đau buồn và muốn trả thù, Ethan quyết tâm theo dõi Davian. Anh biết hắn đang chuẩn bị giao dịch vũ khí nguy hiểm.

Ethan quyết định hủy hôn lễ, tái hợp với đồng đội cũ nhằm ngăn chặn kế hoạch đen tối của Davian. Sau nhiều cuộc rượt đuổi kịch tính, Ethan cuối cùng cũng diệt được kẻ thù trả thù cho cái chết của Lindey.