本作では、週刊誌「DASH!」記者の尾上聡と、彼が密かにライバル視していた同期・蕪木元治の関係が描かれる。尾上は異動先の張り込み班で蕪木とコンビを組むことに。2人は衝突を繰り返すが、ともに事件を追ううちにお互いのことが気になり始める。
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。
吉米（科尔·豪瑟 Cole Hauser 饰）是一名资历老道，经验丰富的FBI探员，隐姓埋名秘密卧底在某大型犯罪集团中。该集团的首领基凯（詹姆斯·克伦威尔 James Cromwell 饰）是一位神龙见首不见尾的厉害角色，其真实身份一直隐藏在迷雾之中。 要想得到基凯的犯罪证据，吉米首先需要得到他的信任。机会来了，基凯命令吉米去拷问一位无辜的会计师（劳伦斯·菲什伯恩 Laurence Fishburne 饰），吉米明白，只有抓住了这次机会，好好“表现”，自己才有可能打入组织深处，从而成功完成任务。然而，面对无辜的会计师，吉米该如何面对心中的内疚感？他又该如何隐藏自己的身份，不至于被敌人发现呢？