Precedida por Misión imposible y seguida por Misión imposible III. Se trata de la cuarta película de John Woo en EEUU, y la primera desde Cara a cara de 1997.
Inicialmente, el director de Misión Imposible 2 iba a ser Oliver Stone. Sin embargo, debido al retraso de las grabaciones de Eyes Wide Shut, Tom Cruise pospuso esta secuencia durante más de un año, Stone abandonó el proyecto, abriendo el camino a John Woo para asumir la dirección.
La escena en la que Ethan Hunt se queda colgando en un desfiladero fue realizada por el propio Tom Cruise, que estaba colgado por un cable que tuvo que ser eliminado digitalmente. Cruise tuvo que repetir esta escena 7 veces hasta que quedó del modo deseado por el director.