Dominic Toretto e sua equipa planeiam um grande assalto a um traficante poderoso de drogas das favelas do Brasil para comprar a liberdade, enquanto são seguidos por uma equipa de agentes especiais.
Reunidos para a maior aventura de sempre, os favoritos dos fãs – Jordana Brewster, Michelle Rodriguez, Tyrese Gibson, Sung Kang, Gal Gadot, Chris Ludacris Bridges e Elsa Pataky - juntam-se aos recém-chegados vilões Luke Evans e Carano Gina. Desde que Dom e Brian fizeram o golpe no Rio de Janeiro, que rendeu 100 milhões de dólares à equipa, o grupo espalhou-se pelo globo. Mas a impossibilidade de voltarem a casa e estarem sempre em fuga deixou-lhes uma vida incompleta.
Relâmpago McQueen, a sua equipa e novas personagens percorrem o mundo na Corrida dos Campeões (World Grand Prix), que decorrerá em cinco países diferentes: Japão, Alemanha, Itália, França e Inglaterra. No entanto, Mate, envolvido numa confusão de identidade, salva a vida de um agente secreto britânico, Aston Martin, chamado Finn McMissile, e acaba envolvido num esquema de espionagem que dura 24 horas.
Em uma corrida internacional de carros, os concorrentes devem viajar a partir de vários pontos da Europa para Monte Carlo, e em seguida correr os seus carros. As coisas ficam complicadas por causa de Contrabando, Fraude, Honra, Invenções, Medicina e Amor à Primeira Vista.
Os realizadores de "Corrida Mortal" e "Resident Evil" levam-no novamente para dentro do mundo da adrenalina no mais cruel "reality show" da Terra. Recém-chegado à Terminal Island, uma prisão para os condenados que estão para além da reabilitação, Carl 'Luke' Lucas tem de provar o seu valor numa corrida mortal.