Jim Phelps, agent de la CIA section FMI (« Force Mission Impossible »), reçoit pour mission d'intercepter un traître, Alexander Golytsin. Ce dernier compte s'emparer, lors d'une réunion à l'ambassade américaine de Prague, de la liste NOC, une disquette contenant le nom des agents infiltrés en Europe. L'équipe de Jim est toute choisie: sa femme, Claire, ainsi que les agents Jack Harmon, Sarah Davies, Hannah Williams et son meilleur élément, Ethan Hunt. Mais l'opération tourne au désastre : Jack meurt empalé dans la cage d'ascenseur, Jim est abattu sur le pont Charles et tombe dans le fleuve Vltava, Claire et Hannah sont tuées dans l'explosion de leur voiture. Sarah, qui suivait Golytsin, tombe tout comme lui dans un piège et est mortellement blessée par un tueur qui la poignarde et dérobe la liste NOC. Ethan, toujours en vie, contacte son supérieur Eugene Kittridge pour l'informer du décès de ses coéquipiers. Kittridge lui donne rendez-vous dans un restaurant de Prague. Là-bas, Kittridge révèle à Ethan que la liste était un leurre pour piéger une « taupe » infiltrée dans l'équipe. Cette taupe, portant le pseudonyme de « JOB », comptait revendre la disquette à un trafiquant d'armes connu sous le nom de Max. Comprenant que ses amis sont morts pour presque rien, Ethan commence à s'énerver, d'autant plus que Kittridge le soupçonne d'être la taupe car c'est le seul survivant. Utilisant une tablette de chewing-gum explosif pour détruire l'aquarium géant qui décore le restaurant, provoquant une diversion, Ethan prend la fuite, en sachant que son supérieur va le désavouer.