Un grave incident impliquant un sous-marin russe, mystérieusement détruit par son propre missile, inquiète les gouvernements des plus grandes puissances mondiales. En effet, tous les services secrets soupçonnent une intelligence artificielle d'être à l'origine de la catastrophe. Hors de contrôle, l'IA semble se développer et infiltre les systèmes aussi bien militaires que ceux des renseignements. Retiré depuis peu, l'expérimenté Ethan Hunt accepte vite sa nouvelle mission. Avec son équipe, il doit détruire cette redoutable arme avant qu'elle ne tombe entre de mauvaises mains et menace toute l'humanité. L'agent, qui va se lancer dans une course mortelle autour du globe, débute son périple en Namibie, où il part récupérer la moitié d'une clé. Il ne tarde pas à se retrouver face à un ennemi puissant.