W roli głównej powraca Tom Cruise, jako Ethan Hunt. Ma to być jego ostatni występ w tej serii. W rolę tę wciela się od ponad 28 lat. Obok niego w rolach głównych wystąpią także Henry Czerny, Simon Pegg, Vanessa Kirby, Hayley Atwell, Shea Whigham, Pom Klementieff, a także Esai Morales. Wszyscy oni powtarzają swoje role z poprzednich produkcji.