鲁斯继续饰演不可能任务情报局特务伊森·韩特，其他演员包括强纳森·莱斯·梅尔、Maggie Q、蜜雪儿·摩纳汉、菲利浦·西摩·霍夫曼、劳伦斯·费许朋及凯莉·罗素。《不可能的任务3》由电视连续剧《双面女间谍》的原作者及《zh-hans:迷失;zh-hk:迷;zh-tw:LOST档案》监制J·J·亚柏拉罕执导。根据本片发行商派拉蒙的资料，电影在2006年4月26日于翠贝卡电影节首映，5月3日开始正式在全球各地上映。此电影在2005年7月于意大利罗马开始拍摄，并一直保持高度机密，无论剧情或角色资料，外界