ロシアの医学博士が“キメラ”と名付けられた殺人ウィルスとその解毒剤を開発するが、それらを元ＩＭＦエージェントのアンブローズに奪われてしまう。そして、休暇を楽しんでいたＩＭＦエージェント、イーサン・ハントのもとに、“キメラ”と解毒剤を奪還するよう指令が下る。指令成功のためには美しい女泥棒ナイアをメンバーに引き入れなければならない。さっそくスペインに飛び、ナイアと出会ったハントは彼女と恋に落ちるが…。