จิม เฟ็ลปส์และลูกทีม IMF ได้รับภารกิจให้ตามรายชื่อสายลับ IMF ที่ถูกขโมยไปคืน แต่ภารกิจล้มเหลว เฟ็ลปส์ถูกยิงเสียชีวิต แคลร์ ภรรยาของจิม เฟ็ลปส์ถูกระเบิดเสียชีวิตในรถ ส่วนลูกทีมคนอื่น ๆ ยกเว้นอีธาน ฮันต์ถูกฆ่า ฮันต์รีบไปพบยูจีน คิททริดจ์ ผู้อำนวยการ IMF และพบว่าภารกิจนี้เป็นแผนของคิททริดจ์ในการหาตัวหนอนบ่อนไส้ที่ร่วมมือกับนักค้าอาวุธชื่อ "แม็กซ์" คิททริดจ์สงสัยว่าฮันต์เป็นหนอนบ่อนไส้คนนั้น แต่ฮันต์หลบหนีออกมา

ฮันต์กลับไปที่เซฟเฮ้าส์ และพบว่าชื่อของหนอนบ่อนไส้คือ "Job 3:14" มาจากข้อความในหนังสือของโยบ แคลร์กลับมาหาฮันต์และอธิบายว่าเธอหนีออกมาก่อนที่รถจะระเบิด ฮันต์ไปพบกับแม็กซ์ และเตือนเธอว่ารายชื่อสายลับที่เธอได้ไปติดเครื่องติดตามของ CIA ไว้ ฮันต์สัญญาว่าจะนำรายชื่อของจริงมาให้แลกกับเงิน 10 ล้านดอลลาร์สหรัฐและตัวตนของคนที่ชื่อ "Job" ก่อนจะหนีไปพร้อมกับแม็กซ์หลังทีมของ CIA บุกที่นัดพบของทั้งคู่

ฮันต์ติดต่อ 2 อดีตสายลับ IMF คือลูเทอร์ สติกเคลและฟรันซ์ ครีเกอร์ และลอบเข้าไปในสำนักงานใหญ่ของ CIA ที่แลงลีย์เพื่อขโมยรายชื่อและหนีไปที่ลอนดอน คิททริดจ์รู้ว่าทั้งหมดเป็นฝีมือฮันต์และบีบให้ฮันต์ติดต่อมาด้วยการจับตัวแม่และอาของฮันต์ในข้อหาค้ายา ฮันต์ติดต่อคิททริดจ์และบอกให้ตามมาที่ลอนดอน หลังคุยกับคิททริดจ์ ฮันต์เห็นเฟ็ลปส์ที่ยังไม่ตาย เฟ็ลปส์บอกฮันต์ว่าเขารอดตายจากการถูกยิงและยังบอกว่าหนอนบ่อนไส้คนนั้นคือคิททริดจ์ แต่ฮันต์รู้แล้วว่าที่จริงคือเฟ็ลปส์ และมือสังหารที่ฆ่าเพื่อนในทีมของเขาคือครีเกอร์ แต่ไม่แน่ใจว่าแคลร์ร่วมด้วยหรือไม่ ฮันต์ติดต่อแม็กซ์ให้มารับรายชื่อบนรถไฟความเร็วสูง TGV ในวันถัดไป

บนรถไฟ ฮันต์มอบรายชื่อให้แม็กซ์ ส่วนแม็กซ์มอบกระเป๋าที่มีเงินค่าจ้างของ "Job" ฮันต์เรียกแคลร์มาพบ ในขณะที่สติกเคลส่งสัญญาณรบกวนไม่ให้แม็กซ์อัปโหลดรายชื่อได้ เมื่อแคลร์มาถึง เธอพบกับเฟ็ลปส์และบอกเขาว่าฮันต์กำลังจะมาที่นี่ และเสนอว่าควรจะฆ่าฮันต์เพื่อให้ฮันต์เป็นแพะรับบาปแทน แต่เฟ็ลปส์เปิดเผยว่าที่แท้จริงคือฮันต์ปลอมตัวมาและแน่ใจว่าเธอมีส่วนเกี่ยวข้องด้วย เฟ็ลปส์ตัวจริงตามมาหลังจากนั้นและนำเงินไป โดยฮันต์ใช้แว่นตาที่ส่งข้อมูลไปให้คิททริดจ์ ทำให้คิททริดจ์รู้ว่า "Job" คือเฟ็ลปส์

เมื่อถูกเปิดโปง เฟ็ลปส์พยายามจะฆ่าฮันต์แต่ถูกแคลร์ขัดขวาง เฟ็ลปส์จึงฆ่าแคลร์ก่อนจะหนีไปขึ้นหลังคารถไฟไปพร้อมกับเงิน โดยมีครีเกอร์ขับเฮลิคอปเตอร์ตามมารับ ฮันต์ตามไปและสู้กับเฟ็ลปส์ ก่อนจะผูกเฮลิคอปเตอร์เข้ากับรถไฟ ทำให้ครีเกอร์ต้องขับเฮลิคอปเตอร์ตามเข้าไปในอุโมงค์ช่องแคบอังกฤษ ฮันต์ใช้หมากฝรั่งระเบิดทำลายเฮลิคอปเตอร์ ทำให้เฟ็ลปส์และครีเกอร์เสียชีวิต เมื่อรถไฟไปถึงจุดหมาย คิททริดจ์ตามมาจับตัวแม็กซ์และยึดรายชื่อคืน ต่อมาคิททริดจ์คืนสถานะสายลับให้ฮันต์และสติกเคล แต่ฮันต์ขอลาออก ขณะที่เขาขึ้นเครื่องบินกลับบ้าน พนักงานต้อนรับได้ถามเขาเป็นนัยว่าเขาพร้อมจะรับภารกิจใหม่หรือไม่