超級病毒“金美拉”和抗生素在運送途中，被恐怖組織頭目Sean Ambrose（ Dougray Scott  飾）盜走，Ethan Hunt（Tom Cruise 飾）率領(lǐng)他的IMF小組接受中情局的任務(wù)，找回病毒。
　　這次，Ethan Hunt找到了女飛賊Nyah Nordoff-Hall（Thandie Newton  飾）搭檔，后者是Sean Ambrose的前女友。Ethan Hunt在獲取Nyah信任的同時，二人也暗生情愫。
　　但是，為了完成任務(wù)，Ethan Hunt不得不安排Nyah回到Sean Ambrose身邊臥底。
　　Nyah終于打探出病毒所在的藥廠，接獲情報的Ethan Hunt前往藥廠準(zhǔn)備銷毀病毒；另一邊，Sean Ambrose已經(jīng)察覺出了Nyah回到自己身邊的真正目的，組織人馬在藥廠等待Ethan Hunt自投羅網(wǎng)。
　　激烈的搏斗中，Nyah為了幫助Ethan Hunt完成任務(wù)，將病毒注入了自己體內(nèi)，只有在20個小時之內(nèi)將抗生素注入Nyah體內(nèi)，才能挽救她的性命，Ethan Hunt又將面臨不可能的任務(wù)。

　　Maise（陳慧琳 飾）與男友高橋裕二（仲村亨 飾）相戀多時，高橋卻在結(jié)婚當(dāng)天突然失蹤了。Maise決定前往東京尋找高橋，同時裝修師父畢大勇（鄭伊健 飾）為了追逃Maise欠下的裝修費用，便決定跟著她前往東京?；ハ嗖恍湃蔚亩说搅烁邩蛟跂|京的家，遇到了一直跟蹤高橋的私家偵探林貴仁（梁朝偉 飾），原來高橋與黑幫伊藤（阿部寬 飾）的妻子有奸情，于是失蹤了。三人最后聯(lián)手起來，決定一定要找到失蹤的高橋，與黑幫抗?fàn)?。隨著追蹤的層層深入，Maise也知道了高橋、畢大勇還有林貴仁的真實身份。