Speed Racer (Emile Hirsch) jest światowej klasy kierowcą wyścigowym. Na torze czuje się pewnie tak jak nikt inny. Wyścigi to jego żywioł. Nikt nie może się z nim równać. Jedynym konkurentem mógłby być dla niego jego ukochany zmarły brat – legendarny Rex Racer, który poprzez swoją śmierć podczas wyścigu pozostawił po sobie spuściznę, którą Speed pragnie wypełnić. Speed jest lojalny wobec rodzinnego wyścigowego biznesu, którym zarządza jego ojciec, Pops Racer (John Goodman), konstruktor szybkiego jak błyskawica pojazdu Speeda – Mach 5. Odrzucając lukratywną i kuszącą ofertę firmy Royalton Industries, Speed nie tylko doprowadza do furii jej maniakalnego właściciela (Roger Allam), ale sprawia również, że na jaw wychodzi przerażający sekret – wyniki niektórych największych wyścigów są ustawiane przez grupę bezwzględnych magnatów, którzy manipulują czołowymi kierowcami w celu pomnożenia swoich zysków. Jeśli Speed nie dołączy do ekipy firmy Royalton, jej właściciel postara się, aby Mach 5 nigdy nie przejechał już żadnej linii mety.