Dick Van Dyke interpreta un excèntric inventor de nom Caractacus Potts, que aconsegueix convertir un vell cotxe de carreres (anomenat originalment "Paragon Panther") en un vehicle que podia volar i surar sobre l'aigua que va anomenar Chitty Chitty Bang Bang. Amb aquest cotxe viatja amb el seu pare (Lionel Jeffries), els seus fills (Heather Ripley i Adrian Hall) i la seva bella enamorada (Sally Ann Howes) al món màgic dels pirates, castells i viuen aventures sense fi. Junts s'enfronten al Baró Bomburst (Gert Fröbe) i altres dolents.