Nhiệm Vụ Bất Khả Thi 3 kể về Đặc vụ IMF Ethan Hunt (Tom Cruise) đang muốn rửa đao gác kiếm để cưới vợ và tập trung vào huấn luyện điệp viên trẻ, nhưng anh bất ngờ nhận được tin rằng Lindsey Farris, đồng nghiệp và cũng là học trò trước đây của anh, đã mất tích trong khi theo dấu Owen Davian, một tên cáo già giết người không ghớm tay. Ethan phải bỏ dở lễ cưới để đi tìm Lindsey Farris. Cứu được Lindsey khỏi tay kẻ bắt cóc, nhưng Ethan không thể giành lại cô từ tay thần chết vì Owen Davian đã gài bom trong đầu cô học trò yêu quý, Ethan quyết định phải bắt cho bằng được Davian.