Após os acontecimentos em Londres, Dom (Vin Diesel), Brian (Paul Walker), Letty (Michelle Rodriguez) e o resto da equipe tiveram a chance de voltar para os Estados Unidos e recomeçarem suas vidas. Mas a tranquilidade do grupo é destruída quando Deckard Shaw (Jason Statham), um assassino profissional, quer vingança pela morte de seu irmão. Agora, a equipe tem que se reunir para impedir este novo vilão. Mas dessa vez, não é só sobre ser veloz. A luta é pela sobrevivência.

Desde que o golpe de Dom (Vin Diesel) e Brian (Paul Walker) no Rio de Janeiro deixou o grupo com US$100 milhões, os heróis se espalharam pelo globo. Mas a incapacidade de voltar para casa e viver em um lar tornou suas vidas incompletas. Enquanto isso, Hobbs (Dwayne Johnson) esteve perseguindo uma organização de mercenários sobre rodas, um grupo de homens cruéis divididos em 12 países, cujo mentor (Luke Evans) tem ajuda da destemida Letty (Michelle Rodriguez), a antiga namorada de Dom, que ele acreditava estar morta. A única maneira de parar este grupo de criminosos é superá-los nas ruas, por isso Hobbs pede a Dom para reunir um grupo de elite em Londres. A recompensa? Perdão a todos eles, para poderem voltar para as suas casas e tornarem suas famílias completas novamente.

Dominic Toretto (Vin Diesel) foi resgatado da prisão por sua irmã Mia (Jordana Brewster) e Brian O'Conner (Paul Walker), que realizam um ousado resgate sobre rodas. Logo em seguida, ele desaparece. Brian e Mia vão até o Rio de Janeiro, onde encontram Vince (Matt Schulze). Ele propõe ao casal o roubo de carros que estão sendo levados em um trem, algo que, segundo ele, será uma operação simples que renderá um bom lucro. Durante a operação, Dominic reaparece e diz à irmã que os planos mudaram. Ela então leva um dos carros a um esconderijo em plena favela carioca, deixando Dominic e Brian enfrentando policiais e bandidos. Ao desmontar o carro, o trio descobre que ele contém um chip com todas as operações ilegais de Hernan Reis (Joaquim de Almeida), incluindo onde guarda o dinheiro arrecadado. É o suficiente para que eles elaborem um plano para roubar a fortuna de Reis, contando com a ajuda de vários amigos.

Depois de ser visto rumo ao México no filme que deu origem a série, Dominic "Dom" Toretto reaparece na República Dominicana praticando seus golpes ao lado de sua namorada Letty e sua gangue. Com o FBI na sua cola, Dom decide fugir para não comprometer seus comparsas. Contudo, um assassinato cometido por um traficante de drogas acende nele uma sede de vingança que o faz cruzar novamente com o agente Brian O'Conner numa perigosa missão.

Sean Boswell é um adolescente superficial e infeliz, que usa as corridas de rua como válvula de escape. Seu envolvimento irresponsável nas corridas fez com que Sean tivesse problemas com a polícia anteriormente. Após bater com o carro, e como forma de evitar a prisão, Sean é enviado para Tóquio, onde passa a morar com seu pai. Em sua nova cidade Sean fica inteiramente deslocado até conhecer Twinkie, que lhe apresenta as corridas de drift. O drift é uma mistura de derrapagem e velocidade, que corre em circuitos bastante perigosos. Sean logo se empolga com a novidade, o que faz com que se envolva com os corredores locais.

Após deixar a polícia, Brian O'Conner (Paul Walker) é forçado a participar de uma nova missão: se infiltrar no crime organizado de Miami de forma a investigar sobre o transporte de dinheiro sujo para Carter Verone (Cole Hauser), o chefe do tráfico local. Para tanto ele recebe a ajuda de seu ex-colega Roman Pearce (Tyrese) e da agente secreta Monica Fuentes (Eva Mendes).

Dominic Toretto (Vin Diesel) é o líder de uma gangue de corridas de ruas em Los Angeles que está sendo investigado pela polícia por roubo de equipamentos eletrônicos. Para investigá-lo é enviado Brian O'Conner (Paul Walker), que se infiltra na gangue na intenção de descobrir se Toretto é realmente o autor dos crimes ou se há alguém mais por trás deles.

O assassino de policiais Carl Lucas (Luke Goss), mais conhecido como Frankenstein, é um astro do volante que participa de uma disputa brutal de carros conhecida como corrida mortal. Após vencer quatro corridas, ele precisa de apenas mais uma vitória para enfim conseguir a sonhada liberdade. O problema é que ele e sua equipe são transferidos para outra prisão, onde precisam competir em uma corrida mortal no deserto.

Recém-chegado à Terminal Island, uma prisão de segurança máxima com regras próprias, Carl “Luke” Lucas (Luke Goss) tem de provar o seu valor em uma corrida mortal. As regras para este jogo sanguinário repleto de adrenalina são simples: dirigir ou morrer.

Jensen Ames (Jason Statham) é um ex-piloto profissional condenado por um terrível assassinato. Encarcerado em Terminal Island, uma prisão de segurança máxima com regras próprias, ele se vê obrigado a voltar às pistas e participar de uma competição mortal cujo vencedor pode conquistar a liberdade. O problema é que lá a corrida e os competidores são diferentes, enquanto a vontade de matar e ser livre correm lado a lado.

Policial disfarçado Lucas Branco junta gangue LA de Vin Serento de corredores de rua ilegais. Eles são rápidos e eles estão furiosos e eles planejam dobrar cruz chefão do crime LA Juan Carlos de la Sol, que esconde o seu dinheiro em um centro de Taco Bell. O gangues plano escandaloso é tão ousado como é ridículo e vai vê-los rebocar todo o restaurante maldita, a velocidades loucas.