超級病毒“金美拉”和抗生素在運(yùn)送途中，被恐怖組織頭目Sean Ambrose（ Dougray Scott 飾）盜走，Ethan Hunt（Tom Cruise 飾）率領(lǐng)他的IMF小組接受中情局的任務(wù)，找回病毒。
這次，Ethan Hunt找到了女飛賊Nyah Nordoff-Hall（Thandie Newton 飾）搭檔，后者是Sean Ambrose的前女友。Ethan Hunt在獲取Nyah信任的同時，二人也暗生情愫。
但是，為了完成任務(wù)，Ethan Hunt不得不安排Nyah回到Sean Ambrose身邊臥底。
Nyah終于打探出病毒所在的藥廠，接獲情報的Ethan Hunt前往藥廠準(zhǔn)備銷毀病毒；另一邊，Sean Ambrose已經(jīng)察覺出了Nyah回到自己身邊的真正目的，組織人馬在藥廠等待Ethan Hunt自投羅網(wǎng)。
激烈的搏斗中，...
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