片頭從情報局的探員取得核彈密碼文件後，卻被一名女刺客槍殺開始。接著帶到潛入俄羅斯監獄臥底的 Ethan 的逃獄環節。之後小組被賦予任務至俄國克里姆林宮取得一名代號「鈷藍」（Cobalt）的罪犯資料，但任務卻失敗，而且克里姆林宮發生爆炸，Ethan 更被冠上了首腦的罪名、情報局更被美國背棄，不承認其存在。因此在失去後援的情況下，小組們背上拯救情報局的重責大任，開始實施「鬼影行動」（Ghost Protocol）計畫。
在行動之中，小組釐清「鈷藍」的目的是要引發美俄之間的核戰爭，因此他們前往杜拜哈里發塔去攔截核密碼文件的交易（交易這段真的超精彩、緊張刺激，很多道具一直拿出來，Ethan 還被迫攀爬外牆 130 樓的控制室去駭系統）。然而交易過程中不慎暴露，導致對方逃脫。
接著就進入老套（XD）的內鬨環節。也在此時知道分析師 Brandt 的實際身份，以及其與 Ethan 的關聯。重新掌握到線索的小組得知「鈷藍」將會在孟買發射核彈，於是眾人立刻前往孟買。再來當然就又是一陣爭奪，兩人最後在自動停車場內搏鬥，Ethan 成功在最後一刻解除了核彈。
跟前面幾集比起來，這集真的好看很多，而且科技力也超大幅上升，不只是 Face Off 那些常見的間諜道具，還有偽裝背景的投影、隱形眼鏡攝影列印等等，不過缺點是劇情有點龐大，一時之間會有點跟不上的感覺～