生化学の専門家であるウラジミール・ネコルヴィッチ博士は、彼の旧友であるイーサン・ハントにIMFにメッセージを送り、雇用主であるBiocytePharmaceuticalsが彼に開発を強制したことを警告します。その治療から利益を得るための生物学的流行。彼はイーサンと会ってキメラウイルスとその治療法であるベレロフォンを届ける手配をしました。イーサンが休暇で連絡が取れない状態で、IMFはイーサンを装ったエージェントのショーンアンブローズを旅客機でネコルヴィッチに会うために送ります。アンブローズは不正になり、ネコルヴィッチを殺し、ベレロフォンを盗んだ後、部下が飛行機を破壊した。
IMFのスワンベック司令官はイーサンにネコルヴィッチの死の状況を知らせ、アンブローズが責任を負っていると判断した。スワンベックはイーサンにウイルスの回収を任せた。彼女はアンブローズの元ガールフレンドであるため、アンブローズと彼のチームを追跡するために、チームの一部としてナイアが採用されました。NyahNordoff-Hallは、現在スペインのセビリアで活動しています。イーサンはしぶしぶアンブローズをスパイするよう説得します。
イーサンは、オーストラリアのシドニーに、コンピューターの専門家であるルーサースティッケルとパイロットのビリーベアードを集め、バイオサイト研究所があり、アンブローズが滞在しています。イーサンがBiocyteを賭けると、Nyahはアンブローズとの以前の関係を再燃させ、イーサンのチームに情報を伝えます。競馬イベントで、アンブローズはBiocyteのCEOであるジョンC.マックロイと会います。彼は、ネコルヴィッチ博士の同僚の1人に影響を与えているキメラのメモリカードビデオをマックロイに見せてから、マックロイを脅迫して協力させました。ニャーはカメラのメモリカードを盗んでイーサンに渡します。彼らは、キメラが犠牲者の赤血球の大量破壊による死を引き起こすまでに20時間の休眠期間があることを学びます。ベレロフォンは、その20時間のウィンドウ内で使用された場合にのみ、犠牲者を救うことができます。ニャーが慎重にメモリカードを返すときアンブローズ、彼はそれが彼のジャケットの間違ったポケットにあることに気づきました。
イーサンのチームはマックロイを誘拐して、ベレロフォンをあきらめさせました。しかし、ベレロフォンのサンプルはネコルヴィッチ博士によってのみ採取され、現在はアンブローズの手に渡っています。アンブローズは治療法はありますが、ウイルスは持っていません。当時の彼には知られていないので、ネコルヴィッチ博士はキメラを注射してバイオサイトから密輸しました。 .Ambroseは、BellerophonのサンプルをMcCloyにChimeraのサンプルと交換することを計画しています。交換が行われる前に、EthanのチームがBiocyteに侵入して、ウイルスを破壊します。アンブローズはイーサンを装って、ニャーをだまして計画を明らかにさせ、次にニャーを捕まえてバイオサイトを襲撃し、ウイルスを保護します。イーサンはアンブローズが介入する前にキメラの1つのサンプルを除いてすべてを破壊することができ、銃撃戦が続き、サンプルがアンブローズとイーサンの間の床に落とされることになります。アンブローズはニャーにサンプルを回収するように命じました。彼女は代わりにそれを自分自身に注入し、アンブローズが彼のためにそれを回収した後に単に彼女を殺すことを防ぎます。ニャーはイーサンがウイルスを破壊するために彼女を殺すと主張しますが、イーサンはそうすることを望んでいません。イーサンが研究室から脱出すると、アンブローズはニャーを連れ去ります。
アンブローズは、パンデミックを開始することを意図して、シドニーの街をぼんやりとさまようためにニャーを解放します。彼はストックオプションと引き換えにベレロフォンをマックロイに売却し、彼をバイオサイトの大株主にすることを申し出た。彼は、キメラの発生後のベレロフォンの需要により、バイオサイトの株式の価格が急騰すると予測している。イーサンは会議に潜入し、ベレロフォンの残りのサンプルを盗みます。イーサンがアンブローズの部下に追われている間、ルーサーとビリーは崖の側にさまよったニャーを見つけ、最終的な発生を防ぐために自殺しようとしました。イーサンはアンブローズの部下を殺しますが、アンブローズはイーサンが敗北するビーチに彼を追いかけます残忍な戦いで彼。 20時間のカウントダウンの残り時間がほとんどないので、ルーサーはビーチでイーサンに到着します。イーサンがルーサーにベレロフォンキャニスターを渡そうとしているとき、アンブローズは回復し、イーサンに銃を向けます。イーサンはキャニスターをルーサーに投げ、アンブローズのショットから飛び降り、砂から銃を蹴り上げてアンブローズを最終的に殺します。ルーサーは彼女を治すのに間に合うようにベレロフォンをニャーに注入します。
IMFニャーの前科をクリアし、イーサンはシドニーで彼女と一緒に休暇を始めます。