Après avoir vaincu Owen Shaw (Luke Evans) et sa bande, et avoir obtenu l’amnistie, Dominic Toretto (Vin Diesel), Brian O’Conner (Paul Walker) et leurs amis sont de retour aux États-Unis pour mener à nouveau une vie de famille tranquille. Brian commence à s’habituer à sa vie de père tandis que Dom tente d’aider Letty (Michelle Rodríguez) à retrouver la mémoire en la ramenant aux Race Wars (« Guerres de courses ») ; cependant, après une altercation avec Hector (Noel Gugliemi), un vieil ami à eux et organisateur du tournoi, elle s’en va. Plus tard, Dom la retrouve au cimetière devant sa tombe, persuadée qu’elle ne retrouvera jamais la mémoire. Alors que Dom se prépare à la détruire, Letty l’arrête, insistant sur le fait que la Letty qu’il a connu est morte le jour où elle a perdu la mémoire, et donc que c’est une nouvelle Letty qu’il a en face de lui. Et sur ces mots, Letty abandonne Dom et disparaît en voiture. Au début du film, le frère aîné de Owen, Deckard Shaw (Jason Statham), s’est introduit par effraction dans l’hôpital sécurisé où Owen se trouve dans le coma et a juré de le venger de Dom et son équipe.
Dom et Letty sont maintenant en lune de miel à Cuba, Brian et Mia se sont rangés et ont accueilli une petite fille, et le reste de l'équipe est disculpé. Cependant, une nouvelle menace pèse à présent sur le groupe : une femme, une mystérieuse et redoutable cyberterroriste, force Dom à la rejoindre sur le chemin de la criminalité. Pour mettre fin aux agissements de Cipher et de Dom, l'équipe est obligée de collaborer avec un ancien ennemi qu'ils ne voulaient plus croiser : Deckard Shaw.
Dominic Toretto, Brian O'Conner et toute leur équipe, après le casse de Rio de Janeiro, ayant fait tomber un empire criminel en empochant 100 millions de dollars, se sont dispersés dans le monde entier. Mais l’incapacité de rentrer chez eux et l’obligation de vivre en cavale permanente, laissent à leur vie le goût amer de l’inaccomplissement. Pendant ce temps Luke Hobbs traque un groupe de chauffeurs mercenaires aux talents redoutables, dont le meneur, Owen Shaw est secondé d’une main de fer par l’amour que Dominic croyait avoir perdu pour toujours : Leticia Ortiz. La seule façon d’arrêter leurs agissements est de les détrôner en surpassant leur réputation. Luke demande donc à Dominic de rassembler son équipe de choc à Londres. En retour ? Ils seront tous graciés et pourront retourner auprès de leurs familles, afin de vivre une vie normale.
Deux ans après les événements de Fast and Furious 8, l'agent fédéral Luke Hobbs et l'ex-militaire britannique, Deckard Shaw, devenu mercenaire, doivent s'allier pour mettre un terme à une nouvelle menace émergeant du cyber-terroriste renforcé, appelé Brixton à qui on a volé un virus qui peut tuer la moitié de la population.
Depuis que Brian O'Conner et Mia Toretto ont extirpé Dominic Toretto des mains de la justice, ils ont dû franchir de nombreuses frontières pour échapper aux autorités. Retirés à Rio, ils sont contraints de monter un dernier coup pour se faire blanchir et retrouver leur liberté. Ils se constituent une équipe d'élite, réunissant les pilotes les plus avertis, conscients que leur seule chance d'être acquittés pour bonne conduite nécessite une confrontation avec l'homme d'affaires véreux, Hernan Reyes, qui souhaite les voir morts. Mais il n'est pas le seul à leurs trousses. L'impitoyable agent fédéral Luke Hobbs n'a jamais manqué ses cibles. Affecté à la traque des fugitifs, lui et son équipe de choc élaborent un implacable dispositif d'assaut destiné à les capturer. Passant le Brésil au crible, Luke réalise combien la frontière qui sépare les bons des méchants est ténue. Il doit alors s'en remettre à son instinct pour acculer ses proies et éviter qu'un autre ne les débusque avant lui.
En 2029, alors que les mutants sont en voie d'extinction, Logan vit discrètement comme chauffeur de limousine. Il veille cependant sur son vieil ami le professeur Charles Xavier, très affaibli, vivant dans un repaire caché proche de la frontière américano-mexicaine, avec l'aide de Caliban, un des derniers mutants encore en vie. Mais Logan va bientôt devoir sortir de sa retraite pour aider Laura, une jeune fille traquée par de dangereux individus. Celle-ci possède des pouvoirs similaires à ceux de Wolverine dont des griffes rétractiles.
Quadruple champion de la Piston Cup, la voiture de course Flash McQueen revient chez lui à Radiator Springs et retrouve son meilleur ami, Martin, et sa petite amie, Sally Carrera. L'ancien magnat du pétrole Sir Miles Axlerod, maintenant défenseur de l'énergie verte et reconverti en voiture électrique, annonce une série de courses appelées le « World Grand Prix », comme un moyen de promouvoir l'Allinol, un carburant qu'il a créé. Bien que McQueen refuse d'abord de participer, le défi lancé par la voiture de Formule 1 italienne Francesco Bernoulli, ainsi que l'intervention de Martin, le conduisent à entrer dans le Grand Prix. À la demande pressante de Sally, McQueen accepte d'emmener Martin au Japon avec lui. Mais la dépanneuse l'embarrasse à plusieurs reprises à cause de sa joyeuse naïveté.
Au lendemain de l'holocauste nucléaire du 29 août 1997, les survivants humains entrent en résistance contre la dictature des « machines » (des robots intelligents), ce qui les mène à la victoire en 2029.
Flash McQueen, jeune véhicule de course avide de succès, rêve d’être le premier rookie de l'histoire de la compétition automobile à remporter la fameuse Piston Cup, afin d’intégrer l'écurie Dinoco et de devenir célèbre.
Hill Valley, le 25 octobre 1985. Marty McFly, un adolescent typique des années 1980, mène une existence d'un garçon de son âge. Son père, George McFly, timide, couard et ne supportant pas le conflit, s'écrase sans cesse devant son chef de bureau, Biff Tannen, qui l'oblige à rédiger ses propres comptes-rendus. Sa mère, Lorraine Baines McFly, boit beaucoup, son mariage avec George lui pesant ; très possessive, elle s'indigne que son fils sorte avec Jennifer et lui fait souvent des remontrances. Marty a un frère, Dave, et une sœur, Linda.
Ancien policier de la route, Max Rockatansky (Tom Hardy) erre désormais seul au volant de son bolide (une Ford Falcon XB 351) dans un monde dévasté où les clans de cannibales, les sectes et les gangs de motards s'affrontent dans des déserts sans fin pour l'essence et l'eau. L'un de ces clans est aux ordres de « Immortan Joe » (Hugh Keays-Byrne), un ancien militaire devenu leader tyrannique. L'une de ses plus fidèles partisanes, l'« imperator » Furiosa (Charlize Theron), le trahit et s'enfuit avec un bien d'une importance capitale pour le chef de guerre : ses « épouses », un groupe de jeunes femmes lui servant d'esclaves et de « pondeuses ».
Le meurtre de Leticia "Letty" Ortiz oblige Dominic Toretto, un ancien taulard en cavale, et l'agent Brian O'Conner à revenir à L.A. où leur querelle se rallume. Mais confrontés à un ennemi commun, Arturo Braga, ils sont contraints à former une alliance incertaine s'ils espèrent parvenir à déjouer ses plans. De l'attaque de convoi aux glissades de précision qui les mèneront hors de leurs propres frontières, les deux hommes trouveront le meilleur moyen de prendre leur revanche : en poussant les limites de ce qui est faisable au volant d'un bolide.
Le film se déroule à Washington en 2054. Il s'ouvre sur John Anderton, le chef de l'organisation gouvernementale expérimentale Précrime qui existe depuis 6 ans.