超人工知能「インテリジェンス」が地球規模の核危機を引き起こし、世界を破滅の淵に突き落とそうとしている。イーサン・ハント（トム・クルーズ）率いるIMFチームは、前回の作戦で甚大な被害を受け、崩壊の危機に瀕している。イーサンは「インテリジェンス」を停止させる鍵を手に入れたものの、「インテリジェンス」を完全に破壊し、人類を救うという究極の使命を完遂するには、IMFチームは依然として多くの困難を乗り越えるために力を合わせなければならない。全知全能で目に見えない「インテリジェンス」とその部下ガブリエル（エサイ・モラレス）の妨害に立ち向かうだけでなく、過去の様々な恨みを解決しなければならない。すべての選択は、信念と運命に関わる。イーサンとIMFチームを待ち受ける結末とは？