Fast X membuka babak baru dalam saga balapan penuh aksi dengan Vin Diesel sebagai Dominic Toretto dan Michelle Rodriguez sebagai Leticia "Letty" Ortiz, kembali memimpin keluarga yang sudah menemani KLovers selama lebih dari dua dekade. Film ini menempatkan Dom dan timnya dalam situasi paling personal sekaligus paling berbahaya, ketika masa lalu kembali menagih balas dengan cara yang jauh lebih terencana.

Cerita dimulai saat Dom dan timnya diminta oleh Agency untuk mencuri sebuah chip komputer saat pengiriman di Roma. Dom memilih tinggal bersama Letty dan putra mereka, Brian Little B Marcos, sementara Roman Pearce, Tej Parker, Han Lue, dan Ramsey berangkat menjalankan misi. Di saat bersamaan, Cipher yang terluka muncul di rumah Dom dan mengungkap ancaman baru. Putra Hernan Reyes, Dante, telah membalikkan anak buah Cipher dengan menculik keluarga mereka dan menjadikan Dom sebagai target utama balas dendam atas kematian ayahnya serta runtuhnya kekayaan keluarga Reyes sepuluh tahun lalu.

Kecurigaan Dom terbukti ketika misi di Roma berubah menjadi jebakan. Truk yang mereka incar ternyata membawa DM 79, sebuah senjata berbahaya yang dikendalikan Dante dari jarak jauh. Kekacauan melanda jalanan kota hingga Dom turun tangan dan mendorong bom tersebut ke Sungai Tiber demi meminimalkan korban. Namun situasi justru berbalik, Letty ditangkap polisi dan Agency di bawah kepemimpinan Aimes menganggap Dom serta timnya sebagai dalang teror.

Perburuan global pun dimulai. Di Los Angeles, Jakob, saudara Dom dan Mia, berhasil menyelamatkan Mia dan Little B dari pengejaran Agency. Dengan persetujuan Mia, Jakob membawa Little B ke lokasi rahasia di Portugal demi keselamatan. Sementara itu, Tess, putri Mr. Nobody, yakin Dom tidak bersalah dan menggunakan sistem pengawasan God’s Eye untuk melacak Dom hingga ke Naples, sekaligus menemukan bahwa Dante kini berada di Rio de Janeiro.

Di Rio, Dom menghadapi Dante dalam sebuah balapan penuh taruhan emosional. Dante menunjukkan sisi kejamnya dengan mengorbankan orang-orang di sekitarnya demi memancing Dom membuat pilihan sulit. Di sisi lain dunia, Letty dipindahkan ke fasilitas rahasia setelah dibantu Tess secara diam-diam. Di sana, ia bertemu kembali dengan Cipher dan menyadari mereka berada di Antartika, memaksa dua musuh lama bekerja sama untuk bertahan hidup.