La nouvelle "mission impossible" de l'agent Ethan Hunt va l'opposer à son ancien frère d'armes Sean Ambrose - un homme qui a tout appris de lui avant de devenir son ennemi juré. Objet de leur combat : un virus génétiquement modifié, baptisé "Chimera", capable de décimer une ville entière en moins de 24 heures. En volant l'antidote du virus à son inventeur, Ambrose a marqué le premier point. Il ne lui reste plus qu'à faire main basse sur la souche létale, cultivée dans un laboratoire top secret de Sydney, pour devenir l'un des hommes les plus riches - et les plus dangereux - du monde... Pour infiltrer le repaire d'Ambrose et déjouer ses plans, Ethan recrute l'ex du criminel, Byah Hall, une séduisante voleuse qu'il teste avec tant de brio que leurs relations débordent très vite le cadre professionnel.