中情局獲得情報發現特工隊伍中有叛徒準備出賣東歐潛伏名單，吉姆（喬恩·沃伊特飾）策劃行動時派伊森·亨特（湯姆·克魯斯飾）小組前往交易地點。行動中遭遇埋伏，除伊森與吉姆妻子克萊爾（艾曼紐·貝阿飾）外全員遇害，伊森賬戶無端出現12萬美元成為主要嫌疑人。為洗清嫌疑，他冒險聯系黑市情報商麥克斯（瓦妮莎·雷德格雷夫飾），以竊取中情局機密名單為條件換取內鬼身份信息。伊森聯合技術專家路德（文·瑞姆斯飾）突破中情局高度戒備的盧森堡總部，通過懸掛于玻璃幕墻外的驚險操作完成任務。麥克斯交付名單后要求交易地點轉移至俄羅斯火車軌道，伊森在極限環境中獲取真實叛徒身份——幕后黑手竟是策劃行動的吉姆本人。最終伊森設下錄音陷阱，借助直升機追逐戰迫使吉姆暴露叛國罪行并將其逮捕歸案。