資深特工伊森·亨特（湯姆·克魯斯 Tom Cruise 飾）在接收最新任務時遭神秘組織"辛迪加"暗算，該組織由前特工塞隆（肖恩·哈里斯 Sean Harris 飾）領導，旨在通過極端手段凈化全球情報系統。在組織成員伊莎·福斯特（麗貝卡·弗格森 Rebecca Ferguson 飾）協助下逃脫后，伊森向IMF負責人威廉·布萊德（杰瑞米·雷納 Jeremy Renner 飾）報告辛迪加的存在。此時IMF正因俄羅斯核彈頭事件面臨CIA指控與解散危機，伊森遂聯合技術專家班吉·鄧恩（西蒙·佩吉 Simon Pegg 飾）展開行動。當確認辛迪加密謀刺殺奧地利總統的計劃后，伊森與伊莎深入調查發現該組織真實目的是借制造連環恐怖襲擊掌控全球情報秩序。最終伊森團隊成功阻止刺殺行動，揭露辛迪加的顛覆性陰謀，并通過實證說服CIA終止對IMF的解散程序，使情報系統得以重建秩序。