در «مأموریت: غیرممکن II»، مأمور «ایتن هانت» مأموریتی جدید و فوق‌العاده خطرناک دریافت می‌کند: جلوگیری از پخش یک ویروس کشنده و ژنتیکی مهندسی شده به نام «کیمرا». این ویروس توسط یکی از همکاران سابق «ای‌ام‌اف» به نام «شان امبروز» دزدیده شده است. «ایتن» برای انجام این مأموریت، باید با سارقی حرفه‌ای و زیبا به نام «نایا نوردوف-هال» همکاری کند، که رابطه‌ای پیچیده با «امبروز» دارد. این گروه باید در یک مسابقه با زمان، ویروس را قبل از فاجعه‌ای جهانی پیدا و نابود کنند.