Tras la derrota de Deckard Shaw y Mose Jakande, Dominic "Dom" Toretto y Letty Ortiz están de luna de miel en La Habana cuando el primo de Dom, Fernando, se mete en problemas al deber dinero al corredor local Raldo. Presintiendo que Raldo es un usurero, Dom desafía a Raldo a una carrera, enfrentando el Chevrolet Fleetline 1949 de Fernando contra el Ford Fairlane Crown Victoria 1956 de Raldo, y apostando su propio Chevrolet Impala 1961. Después de ganar la carrera por poco, Dom permite a Raldo quedarse con su coche, diciendo que su respeto es suficiente y deja a su primo con su propio coche.

Al día siguiente, una escurridiza mujer llamada Cipher coacciona a Dom para que trabaje para ella mostrándole algo en su teléfono. Poco después, el agente del Servicio de Seguridad Diplomática (DSS) Luke Hobbs recluta a Dom y a su equipo, formado por Letty, Roman Pearce, Tej Parker y Ramsey, para que le ayuden a recuperar un dispositivo EMP de un puesto militar en Berlín. Durante la huida, Dom se desvía, obligando a Hobbs a abandonar la carretera y robando el dispositivo para Cipher, que es un ciberterrorista. Hobbs es detenido y encerrado en la misma prisión de alta seguridad en la que se encuentra Deckard Shaw. Después de que Hobbs y Shaw escapen de la prisión, el agente de inteligencia Mr. Nobody y su protegido Eric Reisner los reclutan para ayudar al equipo a encontrar a Dom y capturar a Cipher. Deckard revela que Cipher había contratado a su hermano Owen Shaw para robar el dispositivo Nightshade y a Mose Jakande para robar el Ojo de Dios, el programa de software de Ramsey, lo que ha hecho que Cipher tenga como objetivo a Dom por haber interferido en sus planes. El equipo rastrea a Dom y a Cipher hasta su lugar, momentos antes de que estos dos últimos ataquen la base, hiriendo al equipo y robando el Ojo de Dios.

Roman sugiere que Brian O'Conner sabría qué hacer, pero Letty le recuerda que prometieron no involucrar a Mia, la hermana de Dom, en más actividades peligrosas por el bien de sus hijos. Cuando Dom muestra signos de frustración con Cipher, ésta le lleva a ver a su ex amante y agente del DSS, Elena Neves, y al hijo de ambos, cuya existencia Dom desconocía, habiendo secuestrado a ambos para asegurarse su lealtad y poner a su equipo en contra; si Dom desafía a Cipher, ésta ejecutará al hijo de Dom. Elena le dice a Dom que quería que él decidiera el nombre del niño, ya que le había puesto el segundo nombre, Marcos.

En la ciudad de Nueva York, Cipher envía a Dom (en un Plymouth GTX de 1971) a recuperar un balón de fútbol nuclear en poder del Ministro de Defensa ruso. Antes del robo, Dom evade brevemente a Cipher -con la ayuda de Raldo- y convence a Deckard y a la madre de Owen, Magdalene, para que le ayuden a rescatar a su hijo. Cipher hackea los sistemas electrónicos de muchos coches, controlándolos a distancia a través de la conducción automática, lo que hace que desactiven el convoy para que Dom pueda llevarse el balón. El equipo intercepta a Dom en sus coches, pero Dom escapa, aparentemente matando a Deckard en el proceso. Letty alcanza a Dom y roba el balón, pero es emboscada y casi asesinada por el ejecutor de Cipher, Connor Rhodes, antes de que Dom lo detenga y obligue a Letty a devolver el balón. En represalia, Cipher hace que Rhodes ejecute a Elena delante de Dom, amenazando con matar a su hijo si vuelve a desafiarla.

Dom se infiltra en una base militar separatista en Rusia en un Dodge Charger modificado de 1968 para utilizar el dispositivo PEM para desactivar su seguridad e inutilizar un submarino nuclear, lo que permite a Cipher secuestrarlo e intentar utilizar su arsenal para desencadenar una guerra nuclear. Una vez más son interceptados por el equipo, que consigue desactivar las armas nucleares del submarino, y luego se dirige hacia la puerta del mar que impediría que el submarino saliera a aguas abiertas mientras es perseguido por los separatistas. Mientras tanto, Deckard, que fingió su muerte con la ayuda de Magdalene Shaw, se une a Owen y, a instancias de Magdalene, se infiltra en el avión de Cipher para rescatar al hijo de Dom mientras Owen toma el control del avión. Una vez que Deckard informa de que el niño está a salvo, Dom se vuelve contra Cipher y mata a Rhodes, vengando la muerte de Elena antes de volver a unirse a su equipo. En un ataque de rabia, Cipher dispara un misil infrarrojo contra el grupo, pero Dom se separa de su equipo y, para sorpresa de Cipher, atrae el misil directamente al submarino que le sigue utilizando la bengala de su coche, provocando una explosión que destruye el Charger de Dom. El equipo forma un bloqueo vehicular y protege a Dom del furioso infierno mientras el submarino estalla violentamente y se hace pedazos, destruyéndolo definitivamente. Deckard llega a la parte delantera del avión y se enfrenta a un Cipher derrotado, que escapa saltando del avión con un paracaídas, para frustración de Shaw, que se ve obligado a salvar al hijo de Dom de salir despedido hacia la muerte.

Mr. Nobody y su protegido visitan a Dom y su equipo en Nueva York para informar de que Cipher sigue en libertad. A Hobbs se le limpian los antecedentes y se le ofrece recuperar su trabajo en el DSS, pero lo rechaza para pasar más tiempo con su hija. Deckard entrega a Dom su hijo, dejando de lado sus diferencias con Dom y Hobbs. Dom llama a su hijo Brian y lo celebra con su familia.