Suite à la mort de Leticia Ortiz ,"Lettiz" (Michelle Rodriguez), la compagne de Dom Toretto (Vin Diesel) un ancien taulard (qui rappelons-le est apparu au côté de Paul Walker dans le premier volet de la série des Fast And Furious ainsi qu'un petit clin d'oeil à la fin de Fast and Furious 3 : Tokyo Drift aux côtés de Lucas Black), Don n'a plus qu'une seule idée en tête : venger Lettiz quitte à se faire coincer par les flics. De son côté Brian O'Connor (Paul Walker) (lui-même apparu dans le premier volet de la série des Fast and Furious aux côtés de Vin Diesel et également dans 2 Fast 2 Furious aux côtés de son coéquipier Tyrese Gibson) en tant qu'agent du FBI cherche à coincer le trafiquant de drogue le plus insaisissable de L.A., Arturo Braga se faisant passer pour Campos (John Ortiz). Leurs deux chemins se croiseront finalement vers cet homme qui s'avouera être leur ennemi commun, contraints à former une alliance incertaine pour pouvoir espérer déjouer ses plans. De l'attaque de convoi en République Dominicaine, en passant par les glissades de précision dans les rues ouvertes de L.A. ils se retrouveront jusqu'à la frontière mexicaine en trouvant le meilleur moyen de prendre leur revanche : en poussant les limites de ce qui est faisable au volant de bolides tout autant rapides et monstrueux que des voitures de rêves :P.