《碟中谍3》故事内容始于前情回首，主要是先容了一场在德国柏林的行动失败，特工伊森·亨特被正名为米谷，团队里除了自己，其他人包罗队长约翰·穆斯就被捕了。
身陷囹圄的伊森·亨特接到自杀式炸弹的新闻，结识了曾经的相助同伴，也是一名激进分子的欧文·戴维得斯（拉菲·法尔兹 饰），他用信托自己方案去挑动伊森的信心。欧文的设计是炸毁悉尼，在并行天下能为激进者带来祛除零星旧秩序的乐成楷模。
此时，伊森被乐成解救，与昔日战友贝奇·孟迪（茱迪·福斯特 饰）一行人组成警员小队，追逐欧文而至悉尼。鏖战中，为了融背后的个人恩怨，伊森独自去了线索的源头——一艘名为“阿布拉汗”的双体船。在那里，他遇上了一个神秘人物（菲利普·塞默·霍夫曼 饰），凭证他所知的情形，伊森发现自己背负了一个勘误代码的悲痛，而欧文现实上是为了香港基业而作的流动。
最后以忠诚一词的大团圆收尾，整个故事脉络清晰，但着实只是一个简朴的故事，由于拜导演约翰·沃(Tom Cruise) 的手艺之赐，《碟中谍3》绝对称得上是款top质量的好片。