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Der junge Schriftsteller Samuel Liston (Emory Cohen) wird von Floyd Deveraux (Andy Garcia), dem rätselhaften Vater zweier Kinder mittleren Alters angeheuert, um seine Biografie zu schreiben. Doch die Umstände, die zu diesem Arrangement führen, sind recht erstaunlich - und die Bemühungen, die Biografie zu schreiben, werden schnell durch das daraus resultierende Chaos gestört.

Ethan Hunt begibt sich auf seine siebte und bislang unmöglichste Mission: Gemeinsam mit seinem IMF-Team soll er eine neuartige Waffe ausfindig machen, die dazu in der Lage ist, die Menschheit an den Rand des Dritten Weltkriegs zu führen – und sieht sich gleich mit mehreren mächtigen Gegnern konfrontiert. Denn zahlreiche Schurken wollen ebenfalls in den Besitz des Schlüssels gelangen, der ihnen die Kontrolle über die mysteriöse Waffe geben würde. Doch der gefährlichste Feind hat weder einen Namen noch ein Gesicht: eine künstliche Intelligenz, die den Agenten immer einen Schritt voraus ist, aber selbst vollkommen unberechenbar agiert. Ein globaler Wettlauf um das Schicksal des Planeten beginnt – der Ethan Hunt gleichzeitig vor einige folgenschwere persönliche Entscheidungen stellt …