http://www.youtube.com/watch?v=h81XknmMcOY
Todo empieza con una asignación (con la clave Cobalto) en Budapest, Hungría donde el agente de la Fuerza de Misiones Imposibles (IMF) Trevor Hannaway (Josh Holloway) es asesinado por Sabine Moreau (Léa Seydoux) una asesina a sueldo francesa. Entonces la líder del grupo de Hannaway, Jane Carter (Paula Patton) y el agente recién promovido Benji Dunn (Simon Pegg) ayudan a escapar a Ethan Hunt (Tom Cruise) de una prisión de Moscú, junto a Bogdan (Miraj Grbic) un prisionero ruso e informante de Ethan. Una vez liberado Ethan es reclutado para liderar el grupo, con fines de infiltrarse en la sala del archivo secreto del Kremlin de Moscú para buscar información sobre Cobalto. Mientras la misión se lleva a cabo alguien transmite a través de la frecuencia del (IMF), alertando a los rusos de la presencia de Hunt. Mientras el equipo escapa, una bomba explota, destruyendo el edificio, en medio de la explosión Ethan queda inconsciente y es arrestado por el agente ruso Sidorov (Vladimir Mashkov). Ethan despierta posteriormente en el hospital y esposado a la camilla, pero en un descuido de los agentes rusos logra escapar, antes de ser trasladado por ser el principal sospechoso del atentado. El (IMF) logra extraer a Ethan de Moscú, al mismo tiempo que el gobierno ruso califica el atentado, como un Acto de guerra no declarada. El presidente de los Estados Unidos decreta el Protocolo Fantasma, que desconoce por completo al (IMF), por lo cual el Secretario del Gobierno (Tom Wilkinson) le informa a Hunt que su equipo tendrá que tomar la culpa por el ataque, sin embargo será aprobado para poder escapar, al momento que son atacados por un grupo de las fuerzas de seguridad, liderados por agentes rusos y como resultado el Secretario resulta muerto, Hunt sobrevive junto con el analista de inteligencia William Brandt (Jeremy Renner) juntos buscan la forma de escapar. Posteriormente, el equipo identifica a Cobalto como Kurt Hendricks (Michael Nyqvist) un estratega nuclear ruso, quien cree que Los débiles deben morir, para que los fuertes sobrevivan, así que planea iniciar una guerra nuclear para (según él) iniciar la siguiente etapa de la evolución humana. Se descubre que Hendricks bombardeó el Kremlin para adquirir un aparato de control de lanzamiento nuclear. Sin embargo, ahora necesitará los códigos de activación, los mismos que Hannaway intentaba interceptar en Budapest y que ahora posee Sabine Moreau. Hendricks manda a su mano derecha Wistrom (Samuli Edelmann) para llevar a cabo el intercambio con Moreau, esto sucede en el (Burj Khalifa), en Dubai, donde el equipo de Hunt, ahora ayudados por William Brandt, se hacen pasar por Moreau, Wistrom y Leonid Lisenker (Ivan Shvedoff) (un experto en códigos nucleares que es forzado a trabajar para Hendricks) haciendo el intercambio en cuartos separados, pero Moreau logra identificar que Brandt es agente, al mismo tiempo que Hunt persigue a Wistrom que escapa con los códigos, en medio de la persecución Hunt descubre que Wistrom es Hendricks disfrazado. Por su parte Carter logra atrapar a Moreau, quien posteriormente trata de asesinar al inexperto Dunn, pero Carter interviene y después de una pelea con Moreau la patea por la ventana. Una vez reunido el equipo, Brandt acusa a Carter de comprometer la operación al matar a Moreau (en venganza por haber matado a Hannaway), mientras Hunt acusa a Brandt de ocultarles secretos, ya que había mostrado habilidades atípicas de un simple analista. Mientras Hunt busca información mediante Bogdan, Brandt le revela a Carter y Dunn que él estaba a cargo de la seguridad de Hunt y su esposa en Croacia, confiesa que estando en la patrulla, Julia fue asesinada por un miembro del escuadrón serbio, ocasionando que Ethan persiguiera a los asesinos, matándolos, siendo posteriormente detenido y encarcelado por los rusos. Por otra parte Bogdan y su primo, un traficante de armas, informan a Hunt que Hendricks estará en Mumbai y que ha facilitado la venta de un satélite militar soviético muerto al emprendedor empresario en telecomunicaciones Brij Nath (Anil Kapoor), el cual podría ser utilizado para transmitir la orden de lanzamiento de un misil. Por su parte Brandt y Dunn se infiltran en el cuarto de los servidores para desactivar el satélite, mientras que Carter trata de obtener el código de anulación a través de Nath, pero Hendricks se les ha anticipado y desactiva los servidores de Nath, no sin antes mandar la señal desde una torre de transmisión televisiva al submarino ruso Zelenograd (K-506) de la clase Delta III en el Pacífico, ordenando lanzar un misil ICBM SS-N-23 Skiff contra San Francisco. Hunt localiza a Hendricks y a Wistrom, Hendricks escapa con el control remoto de lanzamiento, mientras Wistrom trata de destruir el servidor desconectando los cables y cortando la electricidad, Hunt persigue a Hendicks mientras los miembros del equipo tratan de reparar el servidor, Hunt y Hendriks luchan por el control a través de un moderno sistema de estacionamiento, cuando de repente Hendricks se lanza junto al control desde una altura considerable, con tal de asegurar que el misil no sea desactivado. Simultáneamente Dunn mata a Wistrom, permitiendo así que Brandt pueda restaurar la electricidad y que Hunt pueda desactivar el misil. Entonces aparece Sidorov, quien ha visto que Hunt ha detenido el misil, demostrando así su inocencia por el atentado al Kremlin. Semanas después, el equipo se reúne en Seattle donde Hunt les proporciona sus nuevas misiones, las cuales Carter y Dunn aceptan, pero Brandt se niega a aceptar, entonces Hunt le revela que la muerte de Julia fue preparada al enterarse que no podría protegerla, también le confiesa que utilizó esto como un pretexto para infiltrarse en la prisión rusa, y así acercarse a Bogdan y a Hendricks. Una vez librado de culpa, Brandt acepta la misión. Mientras tanto Hunt ve a lo lejos a Julia (Michelle Monaghan), comparten una sonrisa y un discreto saludo, acto seguido Hunt se embarca en su siguiente misión.
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