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Brian O'Conner é um policial que se infiltra no submundo dos rachas de rua para investigar uma série de furtos. Enquanto tenta ganhar o respeito e a confiança do líder Dom Toretto, ele corre o risco de ser desmascarado.

Após deixar a polícia, Brian OConner (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 Clemente (Eva Mendes).

Shaun Boswell (Lucas Black) é um jovem que vai morar no Japão para evitar as confusões em que se envolvia. Só que lá ele começa a participar de corridas ilegais e acaba envolvido com a Yakuza.

Dominic Toretto descobre que sua amada Letty foi assassinada e resolve procurar pelo autor do crime. Enquanto isso, o agente Brian O'Conner está em busca de um traficante de drogas. Eles percebem que talvez procurem a mesma pessoa.

Desde que o ex-policial Brian O'Conner e Mia Torretto libertaram Dom da prisão, eles viajam pelas fronteiras para fugir das autoridades. No Rio de Janeiro, eles fazem um último trabalho antes que possam ganhar sua liberdade definitiva. Montando sua equipe de elite de pilotos de carro, Brian e Dom sabem que têm de enfrentar o empresário corrupto que quer vê-los mortos, antes que o agente federal em sua trilha os encontre.

Desde que o golpe de Dom e Brian no Rio de Janeiro deixou o grupo com US$100 milhões, a equipe se espalhou pelo mundo. Um dia, Hobbs pede a Dom que reúna um grupo de elite em Londres e apreenda uma organização de mercenários nas ruas, cujo mentor é apoiado por Letty, a antiga namorada de Dom que ele acreditava estar morta. A recompensa? Absolvição a todos eles para poderem voltar para as suas casas e tornarem suas famílias completas novamente. Após os acontecimentos em Londres, Dom, Brian, Letty e o resto da equipe têm a chance de voltar para os Estados Unidos e recomeçar suas vidas. Mas a tranquilidade do grupo é destruída quando Deckard Shaw, um assassino profissional, quer vingança pelo acidente que deixou seu irmão em coma. Agora, a equipe tem de unir forças para deter um vilão novo e ainda mais perigoso. Dessa vez, não se trata apenas de uma questão de velocidade: a corrida é pela sobrevivência.

Dom (Vin Diesel) e Letty (Michelle Rodriguez) estão curtindo a lua de mel em Havana, mas a súbita aparição de Cipher (Charlize Theron) atrapalha os planos do casal. Ela logo arma um plano para chantagear Dom, de forma que ele traia seus amigos e passe a ajudá-la a obter ogivas nucleares. Tal situação faz com Letty reúna os velhos amigos, que agora precisam enfrentar Cipher e, consequentemente, Dom.

O longa vem dando continuidade às corridas eletrizantes da equipe de amigos liderada por Dominic Toretto.