克隆战争已经进行了三年，共和国即将胜利，分裂联盟的格非特将军和杜库伯爵（克里斯托弗•李 Christopher Lee 饰）劫持议会首相帕尔帕庭（伊恩·迈克蒂安米德Ian McDiarmid 饰）潜逃，绝地武士欧比-旺•肯诺比（伊万•麦克格雷格 Ewan McGregor 饰）和阿纳金（海登·克里斯滕森 Hayden Christensen 饰）奉长老院命前去营救，阿纳金杀死杜库伯爵救出帕尔帕庭，但格非特将军逃匿。阿纳金梦见妻子阿米达拉（娜塔丽·波特曼 Natalie Portman 饰）将死于难产，困惑中求助于帕尔帕庭，后者趁此机会离间阿纳金与绝地长老院。随着阿纳金向帕尔帕庭的靠拢，一场针对绝地武士与其所捍卫之民主的阴谋逐渐展开。

超级病毒“金美拉”和抗生素在运送途中，被恐怖组织头目Sean Ambrose（ Dougray Scott 饰）盗走，Ethan Hunt（Tom Cruise 饰）率领他的IMF小组接受中情局的任务，找回病毒。 这次，Ethan Hunt找到了女飞贼Nyah Nordoff-Hall（Thandie Newton 饰）搭档，后者是Sean Ambrose的前女友。Ethan Hunt在获取Nyah信任的同时，二人也暗生情愫。 但是，为了完成任务，Ethan Hunt不得不安排Nyah回到Sean Ambrose身边卧底。 Nyah终于打探出病毒所在的药厂，接获情报的Ethan Hunt前往药厂准备销毁病毒；另一边，Sean Ambrose已经察觉出了Nyah回到自己身边的真正目的，组织人马在药厂等待Ethan Hunt自投罗网。 激烈的搏斗中，Nyah为了帮助Ethan Hunt完成任务，将病毒注入了自己体内，只有在20个小时之内将抗生素注入Nyah体内，才能挽救她的性命，Ethan Hunt又将面临不可能的任务。