Omalaatuinen keksijä on tehnyt autostaan aikakoneen. Vempainta kokeileva teinipoika joutuu 1950-luvulle, vanhempiensa nuoruuteen. Menneisyyden kulkuun ei pitäisi puuttua, mutta mikä neuvoksi, kun oma äiti ihastuu tulevaan poikaansa ja hylkää miehen, josta pitäisi tulla pojan isä?
Synkkä pilvi IMF:n ympärillä on haihtunut, eikä järjestöä enää uhkaa lakkauttaminen. Täyttä luottoa se ei silti ole saanut takaisin, eikä Ethan Huntin epäonnistunut operaatio auta asiaa. IMF:n ja CIA:n reviiririitojen seurauksena hän saa aisaparikseen August Walkerin etsimään kadonnutta plutoniumia, jota kaupittelee nimekkäällä sukupuulla varustettu Valkoinen leski. Yksinkertaisesta tehtävästä tulee vieläkin monimutkaisempi, kun Ethanin menneisyys alkaa saavuttaa huippuvakoojaa. Ammattianarkisti ja kokopäiväinen kaaoksenkylväjä Solomon Lane , jonka rikollisjärjestö Syndikaatti on brändännyt itsensä Apostolit-nimiseksi terroristiryhmäksi, saa käsiinsä nämä kolme plutoniumpalloa ja pian ihmiskuntaa uhataan ydinaseiskulla. Syndikaatin rippeet uhkaavat siis yhä maailman rauhaa, mutta onneksi Hunt saa apua tutulta brittivakoojalta Ilsa Faustilta.
Ensimmäistä kertaa New Yorkin kovispoliisi McClane löytää itsensä kansainväliseltä maaperältä - Moskovasta. Tällä kertaa hän joutuu kohtaamaan elämänsä suurimman haasteen, oman poikansa Jackin, jota ei ole nähnyt vuosiin. Eikä omena ole kauas puusta pudonnut: Jack on jopa kovempi ja tiukka-asenteisempi kuin isänsä. Nyt heidän on unohdettava henkilökohtaiset ja ammatilliset eronsa, ja toimittava yhdessä pysyäkseen elossa. Heidän on pysäytettävä Moskovan alamaailma, joka pitää hallussaan ydinaseita.
Venäjällä teknikko ja perheenisä Timofey altistuu 1 000 REMS -säteilyn määrälle ydinlaitoksessa, jossa hän työskentelee. Laitoksen johtaja salaa Timofeylta altistumistason ja yrittää pakottaa hänet ottamaan vastuun onnettomuudesta. Tietoisena siitä, että altistuminen on tappavaa, ja tuntien säteilyn aiheuttaman sairauden, Timofey varastaa 100 mg plutoniumia ja lähtee Moskovaan odottaen voivansa myydä sen mustassa pörssissä 30t Yhdysvaltain dollarilla. Näin hän pystyisi antamaan edes jonkinlaisen perinnön vaimolleen Marinalle ja seitsenvuotiaalle pojalleen Tolyalle. Samaan aikaan pikkurikollinen Shiv ja tämän kaverit saavat 72 tuntia aikaa maksaa 6000 dollarin velkansa mahtavalle mafiosolle Starkoville. Kun Shiv tapaa Timofeyn, joka yrittää myydä PU-239:ää, hän näkee tilaisuuden maksaa velkansa ja tienata rahaa. Shiv ja kumppanit ovat valitettavasti penaalin tylsimmät kynät eikä plutonium-kaupat ole omaa alaa. Odottaa saattaa, että kaikki menee varmasti päin...
