ロシアのクレムリンで爆破事件が発生し、米国極秘諜報組織IMFのエージェント、イーサン・ハントと、ハントの率いるチームが事件の容疑者にされてしまう。

米国政府は「ゴースト・プロトコル」を発令してIMFを抹消。

汚名を着せられたハントは、IMFの後ろ盾もえられないままチームの仲間だけを頼りにクレムリン爆破の犯人をつきとめ、さらには事件の黒幕が目論む核弾頭によるテロを防ぐためロシアからドバイ、インドへとわたり、過酷な戦いに身を投じる。