特工汉纳威（乔什·哈洛威Josh Holloway饰）任务失败身亡后，重要的核机密文件落入了名为莫伦（蕾雅·赛杜Léa Seydou饰）之手。班吉（西蒙·佩吉Simon Pegg饰）和简（宝拉·巴顿Paula Patton饰）受命前往俄罗斯解救遭绑架的伊森·亨特（汤姆·克鲁斯Tom Cruise饰），并让他参与一项窃取存放于克里姆林宫中的核武器代码的重要任务。但在行动前夕，亨德里克斯（迈克尔·恩奎斯特Michael Nyquist饰）捷足先登获得了军事情报代码。之后，亨特遭受严重伤害陷入昏迷，并遭到俄国联邦安全局人员搜捕追杀；凭借敏捷和智慧成功逃脱。与此同时，他在此次冲突中失去了指挥官的生命，仅剩布鲁德（杰瑞米·雷纳Jeremy Renner饰）作为唯一幸存伙伴，而布兰奇和简则奋力抵挡敌人追击，在中东一带进行斡旋。