Esta vez, la profesionalidad de Ethan Hunt ya no es puesta en duda como ocurría en la primera parte. Ahora su misión consiste en evitar que un despiadado ex-agente y ahora terrorista internacional se haga con el virus mortal que podría soltar sobre Australia, causando millones de víctimas. Para evitarlo, contará otra vez con la inestimable ayuda del genio informático Luther Stickell, que ya aparecía en la primera parte, del experto conductor Billy Baird, y la presencia de la sensual y exótica ladrona internacional Nhye, que en un pasado mantuvo una relación sentimental con el criminal y que ahora está enamorada de Hunt, un amor que además es mutuo.
 | Tom Cruise | Ethan Hunt |
 | Dougray Scott | Sean Ambrose |
 | Thandie Newton | Nyah Nordoff-Hall |
 | Ving Rhames | Luther Stickell |
 | Richard Roxburgh | Hugh Stamp |
| John Polson | Billy Baird |
 | Brendan Gleeson | John C. McCloy |
 | Rade Serbedzija | Dr. Nekhorvich |
 | Anthony Hopkins | Commander Swanbeck |
