Sekelompok perampok dengan tiga Honda Civic yang sudah dimodifikasi ekstrem membajak truk trailer berisi barang elektronik mahal di jalan tol Terminal Island, di luar Los Angeles. Aksi mereka rapi, cepat, dan langsung menghilang dalam gelap malam.

Polisi Los Angeles (LAPD) bersama FBI membentuk tim gabungan untuk memburu pelaku. Brian O’Conner, seorang polisi muda, ditugaskan menyamar untuk menyusup ke dunia balap liar dan menemukan siapa dalang di balik perampokan tersebut.

Target utama penyelidikannya mengarah ke Toretto’s Market & Cafe, yang dikelola Mia, adik dari pembalap jalanan legendaris Dominic 'Dom' Toretto. Saat Brian mulai mendekat, ia bertemu kru Dom: Vince, Leon, Jesse, dan pacar Dom, Letty. Vince langsung curiga pada Brian dan memancing perkelahian. Situasi hampir membuat Brian kehilangan posisinya di bengkel milik Harry, tapi akhirnya ia tetap dipertahankan.

Untuk membangun kredibilitas, Brian datang ke ajang balap liar dengan Mitsubishi Eclipse 1995 yang sudah dimodif. Dom muncul dengan Mazda RX-7 dan langsung menantangnya balapan. Tanpa reputasi, Brian mempertaruhkan mobilnya. Mereka balapan bersama dua pembalap lain, tapi mobil Brian rusak di tengah lomba dan Dom menang.

Tiba-tiba polisi datang membubarkan acara. Brian membantu Dom kabur, tapi malah masuk ke wilayah geng balap rival pimpinan Johnny Tran dan sepupunya, Lance. Mobil Brian dihancurkan, dan mereka terpaksa pulang jalan kaki. Dom mengingatkan: Brian sekarang berutang 'mobil sepuluh detik' kepadanya.

Sebagai gantinya, Brian membawa Toyota Supra MK4 tua yang nyaris rongsokan ke garasi Dom. Bersama kru, mereka mulai membangun ulang mobil itu jadi mesin balap serius. Di saat yang sama, Brian makin dekat dengan Mia dan mulai menyelidiki kondisi keuangan Johnny Tran sebagai bagian dari misinya.

Masalah makin rumit saat Hector datang ke bengkel Harry untuk membeli suku cadang performa Honda Civic, mobil yang sama dengan yang dipakai dalam perampokan. Brian menyelidiki salah satu garasi Hector untuk mencari bukti, tapi aksinya dipergoki Dom dan Vince. Dengan cepat, Brian berdalih bahwa ia sedang mengumpulkan informasi soal mobil geng Tran untuk persiapan ajang balap besar Race Wars.

Di titik ini, Brian makin terjebak di antara dua dunia: tugasnya sebagai polisi dan loyalitasnya pada keluarga Toretto yang mulai ia anggap seperti rumah sendiri.