1962년 10월 16일, 쿠바 상공을 비행하던 미국의 U-2정찰기에 소련이 쿠바에 미사일을 수송하고 있는 모습이 포착된다. 이것은 워싱턴을 포함한 미국의 남서부를 단 5초 안에 초토화시킬 수 있는 중거리 핵탄두 미사일. 존 F. 케네디 대통령(브루스 그린우드)은 '쿠바를 해상 격리 조치(봉쇄)하기로 결정했다'고 발표한다. 이제 13일 동안 일촉즉발의 위기가 시작된다.
러시아 생물공학자 네코비치 박사는 비행기 내에서 이단 헌트로 변장한 앰브로즈에게 벨레로폰을 탈취당한 후 살해된다. IMF 요원 이단 헌트는 네코비치 박사가 테러리스트 앰브로즈에게 탈취당한 것이 무엇인지 알아내기 위해 파견된다. 키메라라는 것이 인플루엔자를 없애기 위한 완벽한 치료제인 벨레로폰을 유전적으로 조합하다 부수적으로 만들어진 악성 바이러스라는 사실을 알아낸 헌트는 임무를 위해 앰브로즈의 전 애인 니아 홀을 포섭한다. 헌트는 니아와 사랑에 빠지지만 키메라 바이러스를 파괴하기 위해 니아를 앰브로즈에게 보내는데...
