A equipe liderada por Hunt conta com o fiel parceiro Luther Stickell (Ving Rhames), o mestre dos transportes Declan (Jonathan Rhys Meyers) e a operadora subterrânea Zhen (Maggie Q). Ao mesmo tempo em que precisam resgatar a colega, o espião corre contra o tempo para encontrar sua namorada, seqüestrada pelo vilão. Pela primeira vez, ele tem como missão salvar o mundo e também o seu amor.

Missão: Impossível III foi dirigido por J. J. Abrams, criador das séries Alias e Lost. O cineasta foi escolhido pelo próprio Tom Cruise, também produtor do filme. Além de toda a ação tradicional na série, a intenção era colocar um trama pessoal mais presente na terceira missão de Ethan Hunt. No longa, é possível conhecer mais sobre a vida do agente secreto. As filmagens começaram em julho de 2005 e passaram por diversos locais, como Berlim, Itália, Xangai, Virgínia e Califórnia. Durante uma das cenas, um dublê ficou seriamente queimado e processou os estúdios Paramount Pictures.