“毕德曼慧星”正朝着地球飞奔而来,给人类致命一击。当局紧急行动,研究出一个最佳方案——由宇航员坦纳(罗伯特·杜瓦尔 Robert Duvall饰)驾驶“弥赛号”飞船飞往慧星,把预先准备好的核弹放置到慧星上面引爆,以令它化成碎片或是改变轨道。坦纳英勇地完成了任务,却发现并没有取得预期效果。慧星碎成了一大一小两部分,向地球步步逼近。当局迅速采取最后的行动,用“诺亚方舟”计划保住包括人类在内的一些地球物种。这是一个秘密的地下庇护所,只有少数的人可以在这里避开大劫难,等灾难散尽后方重建世界。较小的那部分慧星已经撞向地球,引发山崩地裂,一片世界末日的景象。而跟随其后的大慧星给地球带来的毁灭程度,将远远超乎人们想象,力挽狂澜的人类进入了倒数时刻。
超级人工智能“智体”即将引爆全球核弹危机,把世界推向毁灭边缘。而伊森·亨特(汤姆·克鲁斯 饰)和他的IMF小队在上次行动中遭遇重创,团队濒临分崩离析。虽然伊森已获得关闭“智体”的钥匙,但要彻底消灭“智体”,完成这一拯救全人类的终极任务,仍需要IMF小队齐心协力突破重重困难。他们不仅要面对全知全能又无影无形的“智体”与其手下盖布瑞尔(埃塞·莫拉雷斯 饰)的百般阻拦,还要解决来自过去的种种恩怨。每个抉择都关乎信念与命运,等待伊森和IMF小队的,究竟是怎样的结局?