Henry Brogan é um assassino de elite que se torna o alvo de um agente misterioso que aparentemente pode prever todos os seus movimentos. Ele logo descobre que o homem que está tentando matá-lo é uma versão mais jovem, rápida e clonada de si mesmo.

Em 1921, as irmãs polonesas Magda e Ewa Cybulski partem em direção a Nova Iorque, em busca de uma vida melhor. Mas, assim que chegam, Magda fica doente e Ewa, sem ter a quem recorrer, acaba nas mãos do cafetão Bruno, que a explora em uma rede de prostituição. A chegada de Orlando, mágico e primo de Bruno, mostra um novo amor e um novo caminho para Ewa, mas o ciúme do cafetão acaba provocando uma tragédia.

O agente secreto Ethan Hunt (Tom Cruise) é desautorizado pelo presidente dos Estados Unidos após o país ser acusado por um bombardeio no Kremlin. Tem início o Protocolo Fantasma, que visa acabar com os agentes da IMF. Sem qualquer recurso ou apoio, Ethan precisa encontrar um meio de limpar seu nome e o da agência em que trabalha. Para tanto passa a trabalhar com Benji (Simon Pegg) e Jane (Paula Patton), agentes renegados como ele, e ainda Brandt (Jeremy Renner), um ex-agente que agora trabalha como analista.