大洋深處,一艘俄羅斯潛水艇正在執行常規任務,但是突發意外導致潛艇爆炸,全體機組人員無一幸免。而這個謎一樣的事故,還隱藏著一個足以顛覆世界的大秘密。此後不久,特工伊森·亨特(湯姆·克魯斯 Tom Cruise 飾)接到任務,要去尋找兩把造型獨特的鑰匙。鑰匙組合在一起後能夠 控制不斷進化並擁有獨立思考能力的人工智能,從而可幫助政治家實現稱霸世界的野心。不願被政治家利用的伊森找到好搭檔盧瑟·斯蒂克爾(文·瑞姆斯 Ving Rhames 飾)、班吉·鄧(西蒙·佩吉 Simon Pegg 飾)恩和伊爾莎·浮士德(麗貝卡·弗格森 Rebecca Ferguson 飾),開始試圖找到並摧毀鑰匙,這也意味著他們將與全世界為敵。 而在行動過程中,性感女賊格蕾絲(海莉·阿特維爾 Hayley Atwell 飾)無意捲入其中,使這場危險游戲變得愈加撲朔迷離……