El conductor callejero y ex convicto Dominic "Dom" Toretto (Vin Diesel) y su equipo: Jesse (Chad Lindberg), León (Johnny Strong), Vince (Matt Schulze), y la novia de Dom Letty (Michelle Rodriguez), usando tres Honda Civic 1995 modificados perpetran una serie de secuestros de camiones, semi-remolque, a alta velocidad, llevándose más de 6 millones de dolares en mercancía. El oficial de policía Brian O'Conner (Paul Walker) es enviado encubierto en una conjunta investigación de policía de Los Ángeles y el FBI para detener a la banda. Brian utiliza su trabajo encubierto en The Racer's Edge, una tienda de piezas de recambio, para hacer conexiones e infiltrarse en el escenario de las carreras callejeras. Él entra su Mitsubishi Eclipse RS 420A 1995 modificado en una carrera ilegal con Dom y otros dos pilotos pero pierde frente al Mazda RX-7 1993 modificado de Dom. Sin embargo Brian se gana el respeto de Dom, cuando llega a tiempo para evitar Dom de ser capturado por la policía en respuesta a la carrera. Al huir, Dom y Brian accidentalmente se aventuran en el sur de California "Little Saigon", y se encuentran con su rival de Dom, Johnny Tran (Rick Yune) y su banda, que abren fuego con metralletas, lo que provoca la ruptura del tanque de nitrógeno y la destrucción del Eclipse en la explosión.
Al día siguiente, Brian lleva un destruido Toyota Supra 1994 al taller de Dom y ofrece su talento como piloto para pagar la deuda contraída por perder la carrera. Brian comienza a salir con la hermana de Dom, Mia (Jordana Brewster) y Jesse va a trabajar en la restauración de la Supra. La investigación eventualmente conduce a Brian a sospechar de Tran y su banda de realizar los secuestros y lleva el informe de los resultados a su superior, el sargento Tanner (Ted Levine) y agente especial del FBI Bilkins (Thom Barry). Cuando Brian se mete al garaje Tran demostrando que él es inocente, Tanner y Bilkins regresan a su hipótesis original de que Dominic y su band son los autores. Tanner advierte Brian no dejar que sus sentimientos por Mia o su amistad con Dom nuble su juicio, y Bilkins le da, a Brian, treinta y seis horas para resolver el caso.
Con el Supra ahora totalmente preparado para la carrera, Brian presiona Dom para obtener información sobre sus ingresos, diciendo que la tienda por sí sola no pagar los gastos de todas las carreras. Dom le da a Brian una invitación a " Race Wars", un evento de carreras callejeras masivas celebradas en el desierto, y le informa que van a hablar una vez que Brian haya demostrado su experiencia en la pista. Jesse compite y pierde el Volkswagen Jetta 1995 modificado de su padre frente al Honda S2000 2000 modificado de Tran. Jesse entra en pánico y huye a toda prisa de la pista, lo que provoca que Tran haga frente a Dom y la demande recuperar el coche. Dom se niega y se provoca una pelea en la que golpea brutalmente a Tran y es sacado por Vince y dos guardias de seguridad de la carrera. A la mañana siguiente, Don y su equipo salen de “Race Wars” para cometer otro secuestro.
Brian confiesa a Mia su condición de policía encubierto y la convence de ir con él para salvar a su hermano y sus amigos de los conductores de camiones que se han armado. Localiza su posición mediante la triangulación de la señal de teléfono celular de Dom y llegan al secuestro en curso para encontrar a Letty, gravemente herida al volcar su coche, y a Vince resultó gravemente lesionado, después de haber sido baleado por el conductor del camión. Brian y Mia trabajan junto con Dom, León y Letty para rescatar a Vince. Brian toma la difícil decisión de revelar su verdadera identidad al llamar a un helicóptero medico. La revelación enfurece a Dom, pero se contiene a sí mismo y huye con León, Letty y Mia cuando el helicóptero llega por Vince. Brian sigue Dom a su casa y lo amenaza a punta de pistola para impedir que huya. Jesse llega poco después, pidiendo disculpas por sus acciones en de “Race Wars” y pide ayuda a Dom. Momentos más tarde, Tran y su primo Lance (Reggie Lee) llegan en sus motocicletas, disparan y matan a Jesse. Brian y Dom los persiguen, con Dom al volante de un Dodge Charger 1970 modificado de su difunto padre. Dom saca a Lance de la carretera, hiriéndolo gravemente, mientras que Brian dispara y mata a Tran. Después, Brian y Dom participan en una carrera callejera improvisada, tratando de pasar un tren en marcha. Dom queda muy mal herido al chocar con un camión rodando su coche dos veces, haciendo inutilizable el Charger. En lugar de arrestarlo, Brian le da las llaves de la Supra y permite que Dom escape. Algún tiempo después, Dom es visto conduciendo en Baja California, México en un Chevrolet Chevelle SS 1970.
