影片改编自六七十年代的同名电视连续剧。中情局向以吉姆为首的特工小组发来指令，一名特工人员已经叛国，将在布拉格的领事馆窃取中情局在东欧潜伏的特工名单，一旦落入坏人手中，后果将不堪设想。他们奉命获取该特工窃取情报的证据，并将其与买家逮捕。很快，在吉姆的策划下，一线主力伊森亨特和其他几名成员全部到位，不过当计划进行到一半时，情况突然急转直下，包括吉姆在内的小组成员相继殒命，情报失踪，只有伊森一人生还。精神几乎崩溃的伊森与上司见面，却因幸免遇难和帐户上突然多出的12万美元被指认为叛徒，原来失窃的是假情报，行动的真正目的是为了查出内奸。突出重围的伊森决定查出叛徒，而此时，同样侥幸生还的吉姆的妻子克莱尔与伊森重逢。 同买家麦克斯取得联系后，伊森承诺自己能够弄到特工名单，条件除了1000万美元外，还要其交出内奸。伊森找到中情局的两名停职特工，一行四人潜入兰利总部，成功窃取情报。赶到伦敦的伊森突然邂逅吉姆，在吉姆的谎言下，伊森逐渐理清脉络，吉姆和克莱尔应该是幕后真凶。不久，伊森、麦克斯、吉姆和中情局齐聚交易情报的火车，展开殊死搏斗。一番惊心动魄的交锋过后，伊森终于铲除内奸，重新回到特工行列。

超级病毒“金美拉”和抗生素在运送途中，被恐怖组织头目Sean Ambrose（ Dougray Scott 饰）盗走，Ethan Hunt（Tom Cruise 饰）率领他的IMF小组接受中情局的任务，找回病毒。 这次，Ethan Hunt找到了女飞贼Nyah Nordoff-Hall（Thandie Newton 饰）搭档，后者是Sean Ambrose的前女友。Ethan Hunt在获取Nyah信任的同时，二人也暗生情愫。 但是，为了完成任务，Ethan Hunt不得不安排Nyah回到Sean Ambrose身边卧底。 Nyah终于打探出病毒所在的药厂，接获情报的Ethan Hunt前往药厂准备销毁病毒；另一边，Sean Ambrose已经察觉出了Nyah回到自己身边的真正目的，组织人马在药厂等待Ethan Hunt自投罗网。 激烈的搏斗中，Nyah为了帮助Ethan Hunt完成任务，将病毒注入了自己体内，只有在20个小时之内将抗生素注入Nyah体内，才能挽救她的性命，Ethan Hunt又将面临不可能的任务。

影片讲述了富有探索精神的塔米·奥尔德姆（谢琳·伍德蕾 饰）与未婚夫理查德·夏普（山姆·克拉弗林 饰）为完成梦想中冒险刺激的航海之旅，二人驾驶着帆艇从碧海蓝天的大溪地起航横渡太平洋。天有不测风云，不料二人在航行途中遭遇了强度全球排名前十的名为“雷蒙德”的四级飓风突然袭击。在风暴过后，依托于浮木上的塔米醒来发现帆艇已经被摧毁的破败不堪，更不幸的是她挚爱的男人理查德因身受重伤而奄奄一息，塔米徘徊于希望与绝望左右，而后在理查德鼓励之下，她坚定地燃起了求生的希望，并爆发了绝境之下的意志力和勇气，在一望无际的大海中挣扎生存……

科研小组的学生王睿在一次试验中，和组员一起穿越到2050年并且见到了未来的自己，未来世界因生物机器人异变而面临巨大的危机，为了解决这一问题，王睿在未来自己的指引下，带着机器人sara回到2015潜心研究，然而在他研究中，却发现这一切背后藏着巨大的阴谋。

迈阿密狡猾的商人卡特（科尔•豪瑟 Cole Hauser 饰）利用自己的贸易公司左幌子，暗中进行着国际洗钱活动。虽然FBI对他监视已久，但是卡特平日十分小心谨慎，几乎与世隔绝，所以一直没找到他的犯罪证据。FBI获悉了卡特十分喜欢地下赛车，是当地飞车党的头目。为了获得他的犯罪证据，只好找上一集中成功破获洛山矶飞车党劫车案的布赖恩（保罗•沃克 Paul Walker 饰）重新出山。 布赖恩凭借出色的车技、和飞车党一起进行犯罪活动很快就赢得了卡特的信任，并和他成了好朋友。同时，另一名同为飞车党卧底的女警梦妮卡（伊娃•门德斯 Eva Mendes 饰）闯进了布赖恩的生活，布赖恩不知不觉中爱上了梦妮卡。梦妮卡已经获得了不少卡特的犯罪证据，但是她和卡特之间的暧昧关系却说不清道不明。