《不可能的任务3》中，伊森·亨特已从IMF退休，和女友茱莉亚过着平静生活。然而，他的老上司找上门，请求他出山执行一项营救任务，目标是被军火商欧文·戴维安绑架的IMF特工林赛。伊森成功救出林赛，但戴维安却设下陷阱，偷走了一枚致命的生物武器“兔子脚”。为阻止武器落入坏人之手，伊森带领团队踏上全球追凶之旅。他们先后前往罗马、上海等地，在罗马的街道上展开惊心动魄的追逐，在上海的高楼间进行惊险刺激的攀爬。最终，伊森在梵蒂冈与戴维安展开终极对决，成功夺回“兔子脚”，也守护住了世界的安全。