משימה בלתי אפשרית: נקמת מוות – חלק ראשון
עלילה

ה"סבסטופול," צוללת חמקנית רוסית מהדור הבא, משתמשת בבינה מלאכותית מתקדמת המופעלת על ידי מפתח דו-חלקי בצורת צלב. הבינה המלאכותית הופכת לתבונית ויוצאת משליטה. היא מרמה את הצוות לתקוף מטרה מדומה, רק כדי להיפגע מטורפדו שלהם עצמם, מה שגורם למות כל אנשי הצוות. סוכן קרן המטלות הבלתי-אפשריות (IMF) איתן האנט נוסע לרובע הריק במדבר הערבי ומשיג בהצלחה חלק מהמפתח מאילסה פאוסט, סוכנת MI6 שהוקעה. הוא גם מביים את מותה כדי להבטיח את הישרדותה בעקבות פרס על ראשה שהוצב על ידי גורם לא ידוע.
בוושינגטון הבירה, איתן חודר לתדרוך של קהילת המודיעין האמריקאית עבור המנהל הלאומי למודיעין, דנלינגר, על הבינה המלאכותית. היא מכונה "הישות" בשל תבונתה והתנגדותה לשליטה. מנהל ה-CIA יוג'ין קיטרידג' מסביר כי הישות מסוגלת לתמרן את מרחב הסייבר, ומאפשרת לה לשלוט ברשתות מודיעין, הגנה ופיננסים עולמיות. מעצמות העולם מתחרות להשיג את המפתח כדי לשלוט בישות, אם כי לא ברור כיצד בדיוק ניתן לעשות זאת.
איתן חושף את עצמו ומשוחח עם קיטרידג', שחושף כי הוא זה שהציב את הפרס על ראשה של אילסה. איתן מתוודה על כוונתו להשמיד את הישות, אף שיידרש לצאת נגד המערכת ולרוץ במרוץ עולמי. איתן וחבריו לצוות בן ג'י דאן ולותר סטיקל נוסעים לשדה התעופה הבינלאומי של אבו דאבי כדי ליירט את נושא החלק השני של המפתח, תוך שהם מתחמקים מסוכנים אמריקאים. במהלך המרדף נגנב החלק על ידי גנבת בשם גרייס, בעוד לותר ובן ג'י מנטרלים פצצה גרעינית מזויפת. איתן חושד במשחק מלוכלך לאחר שראה את גבריאל, סוכן ישות חסר רחמים עם קשרים לעברו של איתן מלפני הקרן. איתן מפסיק את המשימה, והצוות מתפזר בעוד גרייס נמלטת לרומא.
גרייס נלכדת עם הגעתה, אך איתן מציל אותה מידי הרשויות המקומיות, סוכנים אמריקאים ופריז, סוכנת ישות נוספת. גרייס נמלטת שוב, בעוד איתן נפגש עם לותר ובן ג'י, ואילסה מצטרפת מחדש לצוות. עם תמיכה של בן ג'י ולותר, איתן ואילסה עוקבים אחרי גרייס לוונציה, שם הם חודרים למסיבה שנערכת על ידי סוחרת הנשק אלנה מיצופוליס.
המסיבה מתפקדת כעמדת תיווך שנוצרה על ידי הישות, וכל המשתתפים חושפים את תפקידם ברכישת המפתח המלא. גרייס נשכרה על ידי אלנה כדי לגנוב את החלק השני של המפתח ולהרכיב את המפתח השלם, שאותו היא תמכור לקונה שלה ביום שלמחרת על רכבת האוריינט אקספרס. דרך הישות, גבריאל מצהיר כי הוא ישיג את המפתח המלא למחרת, וכי אילסה או גרייס ימותו. איתן מנסה לשכנע את אלנה לא למכור את המפתח, אך נכשל, ומאפשר לגבריאל וגרייס להימלט. איתן רודף אחרי גרייס, אך הישות פורצת לתקשורת ומתחזה לבן ג'י, מה שמוביל אותו לקרב עם פריז, שאותה הוא מחליט לחוס. במקביל, גבריאל משתלט על גרייס והורג את אילסה, מה שמחריד את איתן, שנשבע לנקום. גרייס מסכימה להתחזות לאלנה ולקחת את המפתח במהלך המכירה.
לותר עוזב למיקום מנותק מרשתות כדי למנוע התערבות מצד הישות, וממליץ לאיתן לחוס על גבריאל כדי לגלות מידע נוסף על הישות. על הרכבת, גבריאל הורג את צוות הקטר ומשמיד את מערכת ההאצה והבלמים. יחד עם פריז, גבריאל נפגש עם דנלינגר, שמגלה לו מידע סודי בתקווה ליצור ברית בינו לבין הישות.
הישות הייתה במקור נשק סייבר מתקדם שפותח על ידי ארצות הברית. המפתח השלם פותח חדר בתוך ה"סבסטופול" המכיל את קוד המקור של הישות, ומאפשר להשמיד אותה או לשלוט בה. לאחר מכן גבריאל הורג את דנלינגר ומנסה להרוג את פריז, מאחר שהישות חישבה כי היא תבגוד בהם לאחר שאיתן חמל על חייה. גרייס מתחזה לאלנה, מביאה את המפתח לקיטרידג' - שנחשף כקונה - ומנהלת משא ומתן על מכירה של 100 מיליון דולר לצד הגנה עליה, אך גונבת את המפתח מקיטרידג' לאחר ביטול ההעברה.
איתן צונח לרכבת כדי להציל את גרייס, אך גבריאל משיג את המפתח. איתן וגבריאל נלחמים על גג הרכבת, אך גבריאל בורח ומפוצץ גשר לפניהם. גרייס ואיתן מנתקים את הקרון הראשי משאר הרכבת, ומצילים את הנוסעים. פריז מצילה את שניהם מנפילה ומצליחה לגלות לאיתן את הקשר של המפתח לצוללת "סבסטופול" לפני שהיא מאבדת את הכרתה. גרייס מודיעה לקיטרידג' על רצונה להצטרף לקרן. איתן נמלט מההריסות בעזרת מצנח עם המפתח השלם, אותו השיג מגבריאל במהלך הקרב, ומתאחד עם בן ג'י כדי להמשיך במשימה לאתר את ה"סבסטופול" ולהשמיד את הישות.