En 1969, Penny Chenery, ama de casa y madre de Denver, se entera de la muerte de su madre y regresa a la casa de su infancia. Se reúne con la Sra. Ham, la secretaria de su padre, y consuela a su confundido y anciano padre. En el funeral de su madre, Penny conoce a Arthur "Bull" Hancock y a su hijo, Seth Hancock, de la granja Claiborne en Kentucky. Los Hancock le ofrecen toda la ayuda que pueda necesitar durante sus esfuerzos por hacer que Meadow Stables vuelva a ser rentable. El hermano de Penny, Hollis, le informa de una venta deshonesta que estaba a punto de realizar el entrenador hasta que su madre lo detuvo. Penny despide al domador y pide a Bull Hancock que le ayude a encontrar un nuevo domador. Éste le recomienda a Lucien Laurin, un envejecido franco-canadiense, que inicialmente rechaza la oferta de Penny.

El padre de Penny había llegado a un acuerdo con el principal propietario, Ogden Phipps, según el cual si éste criaba su mejor semental (Bold Ruler) con las dos mejores yeguas de Chenery (Somethingroyal y Hasty Matelda), los dos propietarios recibirían un potro cada uno, lanzando una moneda al aire para decidir quién elegiría. Bold Ruler, el semental, era rápido pero no podía durar en las distancias. Hasty Matelda es la elección obvia por su corta edad, pero la línea de sangre de Somethingroyal está formada por muchos caballos con buena resistencia. Penny espera elegir el potro de Somethingroyal por la interesante mezcla de velocidad y resistencia. Phipps gana el sorteo y elige el potro de Hasty Matelda, dejando a Penny con el potro de Somethingroyal, Secretariat.

Cuando Secretariat participa en su primera carrera en el hipódromo de Aqueduct, en Queens, Nueva York, todos tienen grandes expectativas. El jinete, Paul Feliciano, es muy joven y tiene poca experiencia, lo que preocupa a Penny, pero Lucien la tranquiliza. Durante la carrera, Secretariat es golpeado repetidamente por otros caballos y queda en cuarto lugar. Penny y Lucien se pelean y Lucien culpa a Paul de la derrota. Penny se da cuenta de que la única forma de que Secretariat gane es que tenga un jinete experimentado. El día de la carrera se cancela el vuelo de Penny de vuelta a casa y se pierde el solo de su hija Kate en una obra de teatro. Su hijo sostiene el teléfono público para que Penny pueda escuchar a Kate cantar.

Penny consigue que el experimentado jinete acadiense Ron Turcotte monte a Secretariat para conseguir muchas victorias. Secretariat es nombrado caballo del año tras una exitosa temporada de dos años. El padre de Penny sufre un derrame cerebral y muere, dejando a Penny y a su hermano Hollis como herederos. Aunque necesita seis millones de dólares para pagar los impuestos de la herencia, Penny se niega a vender Secretariat.

En su lugar, sindica el caballo, vendiendo 32 acciones por valor de más de seis millones de dólares, siempre y cuando pueda ganar una carrera de distancia de tres años. Intenta vender una acción a Ogden Phipps, que en cambio le ofrece comprar el caballo por siete millones de dólares. Penny se niega a venderlo. Cuando Phipps exige saber por qué, ella le dice que el valor de Secretariat se triplicará cuando gane la Triple Corona, una hazaña que ningún caballo ha logrado en veinticinco años. Durante este tiempo, Frank "Pancho" Martin, entrenador del caballo rival Sham, intenta provocar una carrera de parejas con Secretariat.

Secretariat es llevado al Wood Memorial tres semanas antes de la primera de las carreras de la Triple Corona para enfrentarse a Sham e intentar que Penny gane su dinero de sindicación. Turcotte se da cuenta de que el caballo respira con dificultad, se niega a comer y se resiste a que le metan el bocado. Después de que Secretariat pierda la carrera, se descubre un absceso en la boca que puede haber causado el mal rendimiento.

Secretariat se recupera y gana el Kentucky Derby y el Preakness en tiempo récord. Sham queda en segundo lugar en ambas carreras y Pancho Martin le dice al jinete de Sham, Laffit Pincay, que se quede con Secretariat durante el Belmont en un intento de cansarlo pronto y ganar. Sin embargo, Secretariat corre una carrera increíble, terminando 31 cuerpos (más de 82 yardas (75 m)) por delante del siguiente caballo para asegurar la Triple Corona. Un agotado Sham termina en último lugar, al no haber podido seguir el ritmo récord de Secretariat. Penny y su familia reciben el trofeo de la Triple Corona al final de la carrera.