Съёмки начались в Венеции в тот день, когда на севере Италии объявили локдаун из-за эпидемии коронавируса. Работу над фильмом срочно перевели в Рим, но локдаун объявили и там.

Во время съёмок в Италии положительные тесты на коронавирус обнаружились у двенадцати членов съёмочной группы. Из-за этого, когда съёмки возобновились уже в Великобритании, Том Круз из собственных денег заплатил полмиллиона фунтов стерлингов за старый круизный лайнер, на борту которого члены съёмочной группы и актёры могли жить в изоляции.

В сцене, когда Итан впервые встречается в аэропорту с героиней Хейли Этвелл, Том Круз захотел показать фокус с ключом. На это ушло множество дублей, но сцену в результате сняли практически без спецэффектов.

За продемонстрированные во время съёмок гимнастические способности Пом Клементьефф получила прозвище «Пом Круз».

Реплик у героини французской актрисы Пом Клементьефф было немного, и эмоции ей пришлось выражать в основном жестами. Для этого она изучала кадры с китоглавом (королевской цаплей), движения которого отражали как раз то, что она хотела передать, – угрозу.

Из-за ковидных ограничений фильм стал самым дорогим в производстве элементом франшизы «Миссия невыполнима», самым дорогим в производстве фильмом, в котором сыграл Том Круз, и самым дорогим в производстве фильмом кинокомпании «Paramount Pictures». До этого рекорд удерживал фантастический боевик Майкла Бэя «Трансформеры: Последний рыцарь» (2017), производство которого обошлось в $217 миллионов. Поначалу страховая компания «Chubb» уплатила «Paramount Pictures» за эти задержки чуть больше $5,4 миллиона, заявив, что играть актёры могут, даже если у них обнаружен ковид. В 2021 году компания «Paramount Pictures» подала на «Chubb» в суд, а годом позже обе компании пришли к соглашению. Ещё годом позже «Chubb» перевела на счёт «Paramount Pictures» порядка $71 миллиона за вызванные пандемией задержки в работе над фильмом, так что бюджет фильма составил порядка $220 миллионов.

Финал фильма частично снимали в Озёрном крае в Северо-Западной Англии, где одновременно проходили съёмки финала британского фильма ужасов «Walking Against the Rain» (2022). Том Круз даже организовал для съёмочной группы британского фильма вертолёт, чтобы её участники могли взглянуть на съёмочную площадку последнего фильма франшизы «Миссия невыполнима».

Задолго до съёмок у Кристофера Маккуорри актриса Пом Клементьефф занималась боевыми искусствами под руководством Йессена Новиелло, трёхкратного чемпиона мира по каратэ.

Мост, который взрывают в финале, изначально предполагали снять в Польше, однако выяснилось, что он находится под охраной государства как памятник архитектуры, и макет моста для съёмок выстроили в Великобритании.