A trama mostrará o agente secreto Ethan Hunt (Tom Cruise) e seu time da força-tarefa Missão Impossível no papel de foragidos da justiça. Após serem acusados de um atentado a bomba na Rússia, Hunt e seu novo time precisam limpar o nome de sua agência quando o Presidente decreta o início do Protocolo Fantasma. Contando apenas com sua experiência e a ajuda do misterioso Brandt (Jeremy Renner), Hunt deve trabalhar fora do radar do Governo, que os acusa de serem terroristas tentando iniciar uma Guerra Nucler.
Tom Cruise (Ethan Hunt)
Jeremy Renner (Brandt)
Paula Patton (Jane Carter)
Simon Pegg (Benji Dunn)
Josh Holloway (Trevor Hanaway)
Michael Nyqvist
Léa Seydoux
Anil Kapoor (Brij Nath)
Vladimir Mashkov
Samuli Edelmann
Darren Shahlavi
Miraj Grbic (Bogdan)
Tom Wilkinson (Chefe da IMF)
Ving Rhames (Luther Stickell)