Pistte fırtına gibi giden, yarış öncesinde, sırasında ve sonrasında toz attıran Speed Racer (Emile Hirsch) direksiyon başında doğal bir yetenektir. Yarış arabalarının içinde doğan Speed, saldırgan, içgüdüleriyle hareket eden, en önemlisi de korkusuz biridir. Onun tek gerçek rakibi idol olarak gördüğü ağabeyinin anısıdır. Speed efsanevi bir yarışçı olan ağabeyi Rex Racer’ın bir yarış sırasında ölümünün ardından kalan boşluğu doldurmak istemektedir.
Speed, babasının öncülük ettiği aile mesleği olan yarışçılığa sadıktır. Babası Pops Racer (John Goodman), aynı zamanda Speed’in kullandığı, rüzgar gibi giden Mach 5’in de tasarımcısıdır. Speed, Royalton Industries’den gelen cömert ve cazip teklifi geri çevirince, şirketin hasta ruhlu sahibini (Roger Allam) öfkelendirmekle kalmaz, korkunç bir sırrı da öğrenir: Büyük yarışlardan bazılarında, kazançlarını arttırmak için en iyi yarışçıları avuçlarına alan nüfuzlu iş adamları tarafından şike yapılmaktadır. Eğer Speed, Royalton adına yarışmayacaksa, Royalton, Mach 5’in bir daha finiş çizgisi görememesi için ne gerekirse yapacaktır.
Speed için aile mesleğini ve sevdiği bu sporu kurtarmanın tek yolu Royalton’ı kendi oyununda yenmektir. Ailesinin ve sadık kız arkadaşı Trixie’nin (Christina Ricci) desteğiyle, Speed bir zamanlar rakibi olan gizemli Racer X’le (Matthew Fox) işbirliği yapar. Amacı, ağabeyinin canını alan, ölüme meydan okuyan, “Crucible” adlı cross-country rallisini kazanmaktır.