Precedido por Missão Impossível (1996) e seguido por Missão Impossível 3 (2006).
Inicialmente, o diretor de Missão Impossível 2 seria Oliver Stone. Entretanto, devido à demora nas filmagens de De Olhos Bem Fechados, que fez com que Tom Cruise adiasse esta sequência por mais de um ano, Stone largou o projeto, abrindo o caminho para John Woo assumir a direção.
Trata-se do 4º filme de John Woo nos Estados Unidos e o primeiro desde A Outra Face, de 1997.
A cena em que Ethan Hunt fica pendurado num desfiladeiro foi feita pelo próprio Tom Cruise, que estava pendurado por um cabo que terminou sendo removido digitalmente. Nesta cena em especial, Cruise teve que repetí-la 7 vezes até que ficasse do modo desejado pelo diretor John Woo.
Ao preparar a trilha sonora do filme, a intenção dos produtores de Missão Impossível 2 era lançar em vários países o cd com uma música cantada por um artista local. Deste modo, a versão brasileira conta com uma música em inglês cantada pela banda Raimundos.
A previsão inicial era que o longa fosse lançado nos cinemas em dezembro de 1999. Entretanto, problemas atrasaram as filmagens e forçaram o adiamento de seu lançamento em 6 meses.