Am Ende von 'Mission: Impossible' klärt sich das Rätsel um den Maulwurf innerhalb der IMF (Impossible Mission Force) auf. Es stellt sich heraus, dass Jim Phelps, der vermeintlich verstorbene Anführer von Ethans Team, tatsächlich am Leben ist und hinter dem Verrat steckt. Phelps hatte die Liste mit den Agentennamen stehlen lassen, um sie zu verkaufen und seinen eigenen Tod zu inszenieren. In einem dramatischen Showdown auf dem Dach eines Hochgeschwindigkeitszuges in Frankreich konfrontiert Ethan Hunt Phelps. In einer Kombination aus Geschicklichkeit und technischer Raffinesse kann Ethan die Oberhand gewinnen und die Liste zurückerlangen. Phelps stirbt schließlich, als er versucht, mit einem Helikopter zu entkommen, was in einer spektakulären Explosion endet. Claire, die Frau von Phelps und Ethans vermeintliche Verbündete, wird ebenfalls getötet, als sie zwischen die Fronten gerät. Die letzten Szenen zeigen Ethan, wie er von Kittridge, dem CIA-Chef, gereinigt wird. Ethan hat seine Unschuld bewiesen und erhält das Angebot, wieder für die IMF zu arbeiten. Der Film endet mit Ethan, der in einem Flugzeug sitzt und die nächste unmögliche Mission angeboten bekommt, was die Tür für Fortsetzungen weit öffnet.