Misi sekolah merupakan landasan strategis yang mengarahkan seluruh kegiatan dan kebijakan pendidikan di lingkungan sekolah. Melalui misi, sekolah menyatakan komitmennya untuk menciptakan lingkungan belajar yang kondusif. Misi ini menjadi pedoman dalam upaya mencapai visi jangka panjang sekolah, sekaligus menjadi dasar bagi seluruh warga sekolah dalam bekerja sama dalam mewujudkan pendidikan yang berkualitas, inklusif dan relevan dengan tantangan zaman.

Misi SMA Muhammadiyah Cepu dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Melaksanakan pembelajaran beragama untuk mencapai imtaq dan akhlak mulia, berkebinekaan global, gotong royong, mandiri, kreatif, dan bernalar kritis.
2. Mewujudkan penguasaan IMTEK.
3. Meningkatkan kemampuan dalam literasi dan numerasi.
4. Mengembangkan life skill peserta didik melalui kegiatan intrakurikuler maupun ekstrakurikuler.
5. Mewujudkan keterampilan non akademik yang berwawasan.
6. Siswa terbiasa saling membantu antar sesama.
7. Membiasakan pola hidup sehat secara fisik, mental, dan spiritual.
8. Mengembangkan keterampilan kewirausahaan di lingkungan sekolah.