No Brasil a série estreou no dia 12 de junho de 1967, na TV Excelsior, sendo mostrada às segundas-feiras no horário das 21h,. Transferiu seu dia de exibição para os sábados apenas em 1970, onde acabou sendo cancelada.

Em 1971 estreou suas reprises na TV Record, sempre às terças-feiras às 22h05, ficando cerca de um ano na programação. Apenas em 1976 retornou à televisão brasileira, dessa vez pela TV Bandeirantes que trouxe o programa para o seu dia e horário de exibição original no Brasil. Na Bandeirantes ficou até 1980.

O remake de 1988 estreou na Globo à noite em 1990, onde só exibiram cerca de 5 episódios. No ano seguinte foi para a TV Gazeta que apresentou o seriado na íntegra. Esteve no canal a cabo USA durante um bom tempo e foi apresentado também em emissoras abertas independentes.

A série original foi lançada em DVD no Brasil. Apenas a primeira temporada saiu com a dublagem original; as demais vieram sem áudio em português e sem extras, apenas legendadas. A dublagem é dada como perdida, já que a distribuidora da série (Brascontinental) faliu no início dos anos 1980, e todas as matrizes foram devolvidas para os Estados Unidos, onde foram destruídas.

A AIC dublou as 3 primeiras temporadas de Missão Impossível, sendo a 4ª dublada pelo estúdio TV Cinesom/RJ e a 5ª, 6ª e 7ª temporadas dubladas pelo estúdio Álamo.

Alguns colecionadores possuem episódios avulsos com as dublagens desaparecidas, mas não há interesse da Paramount em recuperar o áudio.

Na Álamo a série passou por algumas mudanças de vozes ao longos da temporadas adaptadas.

Luís Pini dublou o Peter Graves apenas na quinta temporada, sendo substituído por Antônio Moreno nas seguintes. Moreno já tinha dublado na série Peter Lupus durante a quinta temporada.