特工漢納威（喬什·哈洛威 Josh Holloway 飾）執行任務時遇害，碟中諜核機密文件被女殺手莫倫（蕾雅·賽杜 Léa Seydoux 飾）截獲。碟中諜為瞭找回文件，碟中諜特工班吉（西蒙·佩吉 Simon Pegg 飾）和特工簡（寶拉·巴頓 Paula Patton 飾）從俄羅斯監獄救出瞭伊桑·亨特（湯姆·克魯斯 Tom Cruise 飾）。碟中諜他們接受的碟中諜幽靈協議任務便是從克林姆林宮盜取核軍事密碼。然而，碟中諜當他們接近目標時，碟中諜卻發現被恐怖分子亨德裡克斯（邁克爾·恩奎斯特 Michael Nyqvist 飾）捷足先登，碟中諜搶走瞭核軍事密碼。碟中諜在爆炸中，碟中諜亨特受困醫院，碟中諜遭俄特工的碟中諜追捕，幸好他身手矯捷，碟中諜才化險為夷。碟中諜不過，碟中諜亨特的上司也在混亂中喪生，隻剩下其助手佈蘭德（傑瑞米·雷納 Jeremy Renner 飾）與亨特死裡逃生，加上班吉和簡，逼上絕境的四人開始瞭最後一搏，從迪拜到印度，他們出生入死，與恐怖分子鬥智鬥勇……