Brian O'Connor (Paul Walker), un policía caido en desgracia, fue un adicto a la velocidad... y ahora está pagando un precio por ello.

Tal y como lo ven sus antiguos jefes y los altos mandos del FBI, este agente de incógnito les echó a perder una de las investigaciones más importantes que habían emprendido. Al ver sus distintas lealtades puestas a prueba tras haberse infiltrado en el mundo de las carreras clandestinas nocturnas de Los Angeles, O'Connor destapó su identidad y dejó huir, montado en su moto de carreras preparada, al jefe de una banda criminal. La decisión de O'Connor le permitió conservar su honor pero le hizo perder su insignia y toda posibilidad de rehabilitarse.

Ahora ha pasado el tiempo, O'Connor está en otra ciudad y tiene una última oportunidad.

A los federales de Miami les está costando mucho enchironar a Carter Verone (Cole Hauser), un empresario que utiliza su negocio de importación y exportación como tapadera para un cartel internacional de blanqueo de dinero. Aduanas lleva un año sometiendo a Verone a una estricta vigilancia y lo único que han podido establecer es su relación con las carreras callejeras ilegales. El tiempo se acaba y los agentes deciden llamar a O'Connor para que haga lo que sabe hacer mejor que nadie: volver a infiltrarse entre los conductores.

Pero este hombre individualista poco amigo de los reglamentos pone algunas condiciones para aceptar la misión que puede permitirle recuperar su insignia. No le gusta nada la lista de posibles compañeros que le ofrecen para la misión e insiste en trabajar con su amigo de infancia y antiguo delincuente Roman Pearce (Tyrese Gibson), otro enfermo de la velocidad. El jefe de los federales que se ocupan del caso, el agente Markham (James Remar), le plantea un trato a Pearce: si trabaja con O'Connor, su extenso historial delictivo quedará limpio.

Para el ex-policía y el ex-delincuente su última ocasión de redimirse pasa por atrapar a Verone. Pero las lealtades de O'Connor vuelven a entrar en conflicto con la aparición de la agente de incógnito Mónica Fuentes (Eva Mendes): ella es la clave para acceder a Verone pero puede que sea también su amante.

En las calientes calles de Miami confluyen asesinos, pistoleros, policías corruptos y ruedas veloces. Con ellos va a medirse un ex-policía adicto a la velocidad y que no tiene nada que perder.