20年前罗拉（安吉丽娜•朱莉饰）的父亲（乔恩•沃伊特饰）挖掘古墓得到的一个箱子里收藏了一个神秘的钟。罗拉从父亲那里知道，这个钟与一个神秘组织有关。这个叫光明会的组织相信当他们找到这个古钟后，便有了把时间与空间打开的钥匙，一把三角形的金属钥匙。多年来该组织一直在苦苦寻觅。光明会希望通过这把钥匙让他们的组织始祖复活。但首先要找到钥匙。而且时间紧迫，两天后将出现日全蚀。这个时候三角钥匙内在的力量便会达到最大。光明会不想错过这个大好机会。罗拉扛上了这个艰巨的任务，在重重困难中寻找拯救宇宙的三角钥匙。

　　特工汉纳威（乔什·哈洛威JoshHolloway饰）执行任务时遇害，核机密文件被女杀手莫伦（蕾雅·赛杜LéaSeydoux饰）截获。为了找回文件，特工班吉（西蒙·佩吉SimonPegg饰）和特工简（宝拉·巴顿PaulaPatton饰）从俄罗斯监狱救出了伊桑·亨特（汤姆·克鲁斯TomCruise饰）。他们接受的幽灵协议任务便是从克林姆林宫盗取核军事密码。然而，当他们接近目标时，却发现被恐怖分子亨德里克斯（迈克尔·恩奎斯特MichaelNyqvist饰）捷足先登，抢走了核军事密码。在爆炸中，亨特受困医院，遭俄特工的追捕，幸好他身手矫捷，才化险为夷。不过，亨特的上司也在混乱中丧生，只剩下其助手布兰德（杰瑞米·雷纳JeremyRenner饰）与亨特死里逃生，加上班吉和简，逼上绝境的四人开始了最后一搏，从迪拜到印度，他们出生入死，与恐怖分子斗智斗勇……

　　超级病毒“金美拉”和抗生素在运送途中，被恐怖组织头目SeanAmbrose（DougrayScott 饰）盗走，EthanHunt（TomCruise饰）率领他的IMF小组接受中情局的任务，找回病毒。
　　这次，EthanHunt找到了女飞贼NyahNordoff-Hall（ThandieNewton 饰）搭档，后者是SeanAmbrose的前女友。EthanHunt在获取Nyah信任的同时，二人也暗生情愫。
　　但是，为了完成任务，EthanHunt不得不安排Nyah回到SeanAmbrose身边卧底。
　　Nyah终于打探出病毒所在的药厂，接获情报的EthanHunt前往药厂准备销毁病毒；另一边，SeanAmbrose已经察觉出了Nyah回到自己身边的真正目的，组织人马在药厂等待EthanHunt自投罗网。
　　激烈的搏斗中，Nyah为了帮助EthanHunt完成任务，将病毒注入了自己体内，只有在20个小时之内将抗生素注入Nyah体内，才能挽救她的性命，EthanHunt又将面临不可能的任务。

　　伊森（汤姆·克鲁斯TomCruise饰）曾是任职于特殊部门的秘密特工，自从一位名叫茱莉亚（米歇尔·莫娜汉MichelleMonaghan饰）的美丽女子出现在他的生命里后，伊森决定金盆洗手，卸甲归田。遗憾的是，好景不长，幸福的生活还没过多久，伊森便接到了徒弟林德赛（凯丽·拉塞尔KeriRussell饰）被死对头戴维恩（菲利普·塞默·霍夫曼PhilipSeymourHoffman饰）掳走的消息。戴维恩冷酷又凶残，林德赛落入他的手中可谓是凶多吉少。
　　为了解救林德赛，伊森重操旧业，他组织了一支精干的特工小组，向着目标人物发起了进攻。让伊森没有想到的是，戴维恩的真正目标并不是林德赛，而是茱莉亚，当爱妻落入敌手之时，伊森会做出怎样的反击？

特工伊森·亨特（汤姆·克鲁斯饰）和他的IMF小组将开启迄今为止最危险的一次任务：追踪一种会危及全人类性命的新型武器，并阻止其落入坏人之手。与此同时，伊森曾对抗过的黑暗势力也正在卷土重来，整个世界的命运岌岌可危。面对神秘而强大的敌人，他不得不面对选择使命还是至爱的终极抉择。

　　中情局获得情报，得知他们的特工中出了一个叛徒，准备将中情局布置在东欧的特工名单出卖给外国特工组织。在特工头目吉姆（乔恩•沃伊特JonVoight饰）的策划下，伊森（汤姆•克鲁斯TomCruise饰）所住的一组特工赶往了他们交易的地点。
　　岂料，当他们按计划赶到时，却中了埋伏，一组人中除了伊森和吉姆的妻子克莱尔，其他队员都被杀害。这时，伊森的账户无端端多出了12万美金。伊森成了内鬼的最大的嫌疑犯。
　　无奈之下，伊森只能凭个人之力独闯龙潭虎穴去找出出卖他们的内奸。他和外国间谍组织的接头人麦克斯取得联系后，答应帮麦克斯偷出中情局的间谍名单以交换中情局内鬼的名字。

　　自从阿伯拉罕（KrisKristofferson饰）被吸血鬼带走，日行者刀锋（韦斯利•斯奈普斯WesleySnipes饰）就没有停止寻找这位父亲一样的老搭档，并终于在东欧将其救出。阿伯拉罕缺席的日子里，刀锋依靠新伙伴斯加德担任后勤支持。
　　不久吸血鬼长老派人传递停战协议，只因吸血鬼中出现了新的变种——收割者，收割者同时以人类和吸血鬼为食，而且由于过快的新陈代谢导致他们需求惊人。刀锋为保全人类同意带领由长老之女内纱（LeonorVarela饰）、雪人（甄子丹饰）等组成的吸血鬼血帮部队，消灭收割者，但岂料这一切是吸血鬼的阴谋……

　　20世纪80年代，电子软体天才凯文·弗林（杰夫·布里吉斯JeffBridges饰）创建了英康公司，将人类带入一个全新的时代。可是在辉煌的时代开创不久后，凯文神秘失踪。在此之后，凯文年幼的儿子萨姆（加内特·赫德兰GarrettHedlund饰）继承了父亲的位置，实际工作则由其他工作人员主持。萨姆天资聪颖，充满冒险精神，经常给英康的高层们惹来麻烦。这一天，他得知一间荒废已久的工作室内竟传来父亲的讯息。萨姆前去探查，结果竟进入一个全数字化的虚拟世界。这个世界的掌控者克鲁（杰夫·布里吉斯JeffBridges饰）与父亲有着同样的容貌，却野心勃勃，邪恶无比。萨姆被迫卷入一场充满阴谋的电子争霸战中……
　　本片荣获2010年奥斯汀影评人协会最佳原创配乐奖。