伊森·亨特
汤姆·克鲁斯饰
伊森·亨特是不可能任务小组的核心人物。他和队友们接到了追回三个大杀伤性核武器的任务，为了挽救队友卢瑟的生命，三个核武器被人趁机带走。为了追回核武器，他和队员即将要面对一个技艺非常高超的组织追杀。他必须保护好团队的每个人，还要与追杀者斗智斗勇。
伊莎·福斯特
丽贝卡·弗格森饰
伊莎原效力于英国军情6处，本是伊森的竞争对手，却在任务中慢慢发现伊森的勇敢、正义，逐渐被他吸引，并在危难之时解救伊森性命，两人互生好感。肩负英国军情六处使命的她与伊森·亨特之间也默契不再，两人的矛盾一触即发。
奥古斯特·沃克
亨利·卡维尔饰
身为恐怖组织头目却卧底中情局的双面特工，他是中情局大佬斯隆旗下第一猛将，斯隆让他盯着亨特完成追回大杀伤性武器的任务。沃克是一个做事简单粗暴，只会造成大规模的破坏的人。他会毫不留情杀死房间里的所有人，只为杀死一个坏人，来拯救无数人的命。
艾丽卡·斯隆
安吉拉·贝塞特饰
刚刚走马上任的中情局新局长。雷厉风行的她指派奥古斯特·沃克强势介入不可能任务小组，更直言“别让任何人妨碍你的任务”，给本就进退两难的伊森·亨特带来了更多变数和危险。
班吉·邓恩
西蒙·佩吉饰
lMF外勤探员、团队中的技术奇才专家，情报局探员是一名高智商计算机高手，智商和幽默的他将大展拳脚。
艾伦·胡恩利
亚历克·鲍德温饰
中情局CIA的大人物，伊森·亨特的上司，起初对IMF的做事方法极为不满，但在发现一个神秘组织的真相后，他对IMF的看法也随之转变。
卢瑟·斯蒂克尔
文·瑞姆斯饰
黑客专家，计算机高手，提供全方位通讯网络支持，IMF成员之一，亨特的得力帮手，善于定位和搜寻信息，卢瑟在几次行动中都起到了关键作用。
所罗门·莱恩
肖恩·哈里斯饰
神秘国度组织头目，前英国军情六处特工，被不可能任务小组抓获。“使徒组织”用拥有的三枚钚核作为筹码试图救出领袖所罗门·莱恩。英国军方派出女特工伊莎·福斯特来暗杀他。
