《不可能的任務：鬼影行動》（Mission:Impossible–Ghost Protocol）是第四部《不可能的任務》系列電影，由著名動畫導演布萊德柏德執導，是其執導的第一部「真人」電影。
在布達佩斯執行攔截代號「鈷藍」的線人的任務的時候，不可能任務組（IMF，Impossible Missions Force）特工特雷弗·漢那威（Trevor Hanaway）被刺客薩賓·莫露（Sabine Moreau）殺害。漢那威的的領隊，珍·卡特（Jane Carter）和新晉陞的特工班吉·鄧恩（Benji Dunn）把伊森·亨特（Ethan Hunt）和亨特的線人波格丹（Bogdan）從莫斯科監獄裡救出來。亨特被任命帶領卡特和鄧恩潛入莫斯科克里姆林宮的檔案室把克勃特的身份資料找出來。在任務過程中，有人黑入了IMF團隊的通訊頻率，並通過廣播的形式向克里姆林宮的守衛報告了亨特的隊伍。雖然鄧恩和卡特逃脫了，但是一枚炸彈爆炸，炸毀了克里姆林宮，俄羅斯特工西多羅夫（Sidorov）逮捕了亨特，懷疑他參與策划了這次襲擊。
IMF從莫斯科把亨特營救出來。俄羅斯人把這次襲擊看成是對戰爭的挑釁，美國總統也簽署了「幽靈協議」，整個IMF會被認為是不存在，這次襲擊的罪名將會被誣陷給亨特和他的隊友。但是IMF部長打算故意放走伊森並提供藏身處，以追蹤克勃特的行蹤。在亨特準備逃脫的時候，IMF部長被西多羅夫的手下殺害，亨特和IMF參謀威廉·勃蘭特幸運逃脫。小隊發現克勃特真名叫庫爾特·亨德里克斯（Kurt Hendricks），是一個出生在瑞典的俄羅斯核戰略家，他認為弱者必須死亡，強者才能生存，所以他計劃挑起一場核戰爭以促進人類下一階段的進化。亨德里克斯炸毀克里姆林宮為了掩飾獲得俄羅斯的核彈發射控制裝置，但他現在需要獲得布達佩斯線人的核彈發射密碼以向美國發射核飛彈。
莫羅和亨德里克斯的得力助手威斯特羅姆（Wistrom）的交易即將在杜拜哈里發塔上進行。在哈里發塔里，亨特的團隊成員分別扮成莫羅和威斯特羅姆讓他們兩方以為自己是在和真正的對方交易。然而，莫羅發現了勃蘭特的隱形眼鏡式攝影機。當亨特去追逐威斯特羅姆的時候，卡特把莫蘭抓住了。亨特最後發現他追的「威斯特羅姆」其實是戴了人皮面具偽裝起來的亨德里克斯。莫羅試圖殺死初出茅廬的鄧恩，但是卡特把她扔出了窗外摔死了。勃蘭特指責卡特為了報復莫蘭而把計劃給破壞了，但是亨特指責勃蘭特有秘密瞞著他，因為亨特發現勃蘭特展現出的打鬥技巧不像是一個參謀。當亨特去波格丹那裡尋找更多信息的時候，勃蘭特承認他曾經在克羅埃西亞被分配到保護亨特和他的妻子朱莉亞的任務。當勃蘭特保護外出慢跑的亨特時，朱莉亞被一夥塞爾維亞人殺害了，導致伊森去追趕並在未經批准的情況下殺死了他們，最後伊森被俄羅斯人抓起來送進了監獄，勃蘭特也因此退出第一線、直到IMF部長在莫斯科的車上介紹彼此。
波格丹和他的軍火販子堂兄告訴亨特，亨德里克斯會去孟買。亨德里克斯會操控一個印度的電信企業家布里傑·納特（Brij Nath）從俄羅斯購買的一個淘汰的蘇聯戰術通訊衛星。這個衛星可以用來傳輸發射飛彈的命令。當勃蘭特和鄧恩潛入伺服器機房試圖關閉衛星的時候，卡特從納特那裡得到了衛星的超馳代碼。但是，亨德里克斯預料到了亨特的計劃，把納特的伺服器關閉了，然後他從電視台的廣播塔上給位於太平洋中部的俄羅斯核潛艇發射了攻擊舊金山的指令。亨特前去追擊亨德里克斯和發射裝置，其他的隊員留下來嘗試讓廣播站恢復工作。亨特和亨德里克斯為了爭奪發射控制器而大打出手，最後亨德里克斯從高處帶著控制器跳下以確保飛彈能繼續發射。鄧恩殺死了威斯特羅姆，讓勃蘭特有機會能恢復廣播站的電力，然後亨特使用發射控制器中止了飛彈的爆炸。這時西多羅夫出現，看到亨特中止了飛彈的爆炸，才發現IMF並未參與克林姆林宮的爆炸事件。
八周後，IMF團隊在西雅圖聚會，亨特把他的團隊介紹給老同事路德·斯蒂科爾並分發了新任務。鄧恩和卡特接受了新任務，但是勃蘭特一開始拒絕。亨特告訴他朱莉婭的死其實是偽造的，因為他在朱莉婭被抓走時便發現自己無法一直保護她，在IMF部長的同意下偽造她的死亡，並殺害綁架她的殺手來作為借口潛入監獄，以接近IMF的線人波格丹。勃蘭特的內疚感頓消，他接受了任務。亨特在遠處觀望著朱莉婭，他們相視一笑，然後亨特前往他的下一個任務。
