يشارك الممثل الأمريكي الشهير «توم كروز» في إنتاج الفيلم مع المخرج «جي.جي. أبرامز» والذي كان آخر تعاون لها معه في 2006 في الجزء الثالث من فيلم «المهمة المستحيلة»؛ إذ بلغت تكلفة إنتاج الفيلم 140 مليون دولار أمريكي. كما كان من المقرر أن يحمل الفيلم اسم «المهمة المستحيلة4» ولكن بناء على رغبة توم كروز، تم إضافة عنوان فرعي هو برتوكول الشبح. صورت مشاهد فيلم «مهمة مستحيلة: بروتوكول الشبح» في عدة دول شملت دولة الإمارات العربية المتحدة في دبي والهند وروسيا وجمهورية التشيك وكندا. وأثارت المشاهد الواقعية المثيرة التي التقطت في دبي، وخاصة في برج خليفة «أعلى ناطحة سحاب في العالم»، الكثير من التعليقات الإيجابية، وخاصة المشاهد التي يظهر فيها بطل الفيلم الممثل توم كروز وهو يقفز ويتسلق جدار البرج على ارتفاع عال يزيد على 100 طابق دون الاستعانة بأي بدلاء، حيث دأب هذا الممثل ذو اللياقة البدنية العالية على أداء معظم الحركات الخطيرة في أفلامه بنفسه دون الاستعانة بالبدلاء، علما بأنه تم استخدام 74 بديلا في تصوير مشاهد هذا الفيلم، وهو من أكثر أعداد البدلاء الذين يشاركون في أي فيلم. كما تم بناء المرآب الطابقي في بومباي الهندية من ميزانية الفيلم ليتم التصوير فيه. ومن أهم المفارقات في هذا الجزء هو أجر الممثل «توم كروز» عن دوره والذي اقتصر على 12.5 مليون دولار فقط مقارنة ب70 مليون دولار عن دوره في فيلم «مهمة مستحيلة1»، و75 مليون دولار عن كل من فيلم «مهمة مستحيلة 2»، وفيلم «مهمة مستحيلة 3». ويعزى هذا الانخفاض في أجره إلى أن أفلامه الأربعة الأخيرة بعد فيلم «مهمة مستحيلة – الجزء الثالث» حققت نجاحا معتدلا أو ضعيفا على شباك التذاكر مقارنة بسلسلة أفلام «مهمة مستحيلة» وبعض أفلامه السابقة الأخرى. كما يقدم فيلم «مهمة مستحيلة: بروتوكول الشبح» مثالا مهما على الأعداد الكبيرة للكوادر الفنية التي يتطلبها إنتاج أفلام الحركة والمغامرات الضخمة الإنتاج، فقد اشترك في إنتاج هذا الفيلم 106 من مهندسي وفنيي المؤثرات البصرية و25 في المؤثرات الخاصة و115 في التصوير والمعدات الكهربائية و74 من البدلاء و73 في القسم الفني و30 في قسم الصوت و22 في تصميم الأزياء و20 في الماكياج و17 في الموسيقى و16 في المونتاج، إضافة إلى 28 من مساعدي المخرج. تم الإعلان عن استكمال المهمة المستحيلة في جزء خامس سيكون مسرح أحداثه في قندهار الأفغانية. افتتح الفيلم فعاليات الدورة الثامنة لمهرجان دبي السينمائي الدولي، وذلك بحضور بطل العمل توم كروز، وبقية طاقم فيلمه، حيث قال كروز إنه سعد بالقدوم إلى هذه المدينة لأنه تابعها وهي تكبر وتتحول من أهم المدن في العالم، ولذلك فقد كان لديه شغف الذهاب إلى هناك. لكن مفاجأة الفيلم كانت إعلان كروز أنه سيودع نهائيا فكرة صناعة أجزاء للمهمة المستحيلة، داعيا إلى التعامل مع الفيلم الجديد باستقلالية وليس لكونه مجرد الجزء الرابع من سلسلة طويلة من أفلام المهمة المستحيلة.