多米尼克·托雷多(唐老大)和妻子莱蒂（英语：Letty Ortiz）来到古巴哈瓦那度蜜月，期间为了帮助堂弟费尔南多摆脱金钱纠纷，与他的债主拉多以一场车赛决胜负，规定胜方将会赢走输方的跑车。唐老大仅将费尔南多的老爷车改装一下，便击败了拉多的高级跑车，但在取胜后决定让拉多保留住他的车，也得到了他的尊敬。隔天早上，唐老大在街上遇见了一名叫“塞弗”的神秘女子，塞弗声称她长期欣赏唐老大的才能而想招募他为她做事，就在他打算拒绝时，塞弗拿出手机并向他展示某段内容，使他神色凝重，塞弗走前对唐老大声言:这次他必定会抛弃原则，并和家人对立。

不久，玩命团队全员被路克·哈伯斯召去柏林进行一个未得到官方批准的任务：在柏林一座军事基地里抢走一台电磁脉冲仪器。然而，唐老大在逃亡路上突然撞翻哈伯斯的车并抢走仪器，最后连人带车被塞弗的私人飞机接走。哈伯斯被逮捕后被关进国际刑警监狱，和大量被他亲手逮捕过的罪犯关在一起，其中包括之前的死敌—德卡特·萧。在外的“小人物”弗兰克·佩蒂和他的新门生“小小人物”艾力克·拉斯纳故意挑起一场暴动，使得德卡特趁机逃跑，哈伯斯紧追在后；而两人在逃出去后被弗兰克招募而与莱蒂等人联手，对抗正在跟唐老大合作的网络恐怖份子（英语：Cyberterrorism）塞弗。

德卡特供述塞弗是他们近年来对付过的种种敌人的真正幕后黑手，包括让他的弟弟欧文·萧去偷龙葵仪器、以及雇用摩西·贾康迪去偷寻物程序“天眼”；众人由此发现唐老大是因为两次干扰过塞弗的项目才被她盯上。当众人开始靠天眼来追寻唐老大的所在位置时，唐老大和塞弗却抢先攻入众人所在的秘密基地，取走天眼程序，塞弗甚至在莱蒂面前亲吻唐老大。但他们不知道的是，唐老大是因为与前女友伊莲娜非预期怀孕生下的孩子被抓住并关在飞机上，飞机的保安系统为双人保险解锁，唐老大无法独自将他们救出，所以只能继续服从塞弗的命令。

唐老大被派遣至纽约市抢夺来此访问的俄罗斯国防部长手中的核手提箱，他于任务期间故意让汽车抛锚，来到一条小巷里趁修车的空档、加上由秘密叫来协助的拉多开的货车以挡住塞弗的视线，前去会面德卡特和欧文两兄弟的母亲梅格达琳·萧，暗中向她求助并达成共识，五分钟内谈好事情后回车上继续行动。塞弗远程遥控城市里大多数自动驾驶汽车，排成一条“僵尸车”纵队而将俄国防部长的礼车逼入死角，唐老大抢跑手提箱后却遭遇莱蒂等人追捕及阻止，在汽车被他们的绳索拉扯之下只好弃车。追上去的德卡特身中唐老大两枪倒下，莱蒂抢走箱子时被塞弗的左右手康纳·罗兹劫住，唐老大只好避免罗兹杀她后而和他逃跑。塞弗为了惩罚唐老大没让罗兹杀莱蒂的反抗举动，于是命令罗兹在他的面前枪杀伊莲娜，声言如有下次便会杀多姆的儿子。

莱蒂想起她为欧文·萧卖命时曾见过罗兹，拉姆茜和泰吉通过追查罗兹的账户，得知塞弗接下来会进攻俄罗斯位于冰冷地带的一座核潜艇基地；当时被俄罗斯分离派军团占领。而唐老大独自开车冲进基地，通过启动电磁脉冲仪器导致敌军的武器和潜艇均失效，让塞弗趁机掌控潜艇系统，准备发射核弹来发动核战争。但莱蒂一方也进入基地分头行动，泰吉、罗曼和艾力克进入潜艇拔出主控芯片而阻止塞弗发射核弹。塞弗便立即操纵潜艇下水离开海湾、全速逃离至深海以避开追踪。莱蒂等人也离开基地，全速开往冰面正前方的海湾出入口，打算抢先关闭海闸门以阻止潜艇离开，但当时敌军车队也开始追杀他们。

与此同时，受唐老大协助而“假死”的德卡特，在母亲要求下救出并带上弟弟欧文一起行动，通过多姆十字项链里的追踪器攻入塞弗的飞机，德卡特与欧文同时开锁，成功救起唐老大的儿子。唐老大得知儿子得救后立刻背叛塞弗，一拳打断罗兹的颈部而为伊莲娜报仇，解决莱蒂等人身后的敌军车队后重回到家人身边。愤怒的塞弗操控核潜艇冲出冰河，对唐老大发射一枚热能追踪导弹，但唐老大机智地将导弹引导回潜艇方向而将潜艇彻底摧毁。唐老大因汽车起火而被迫跳车，眼看爆炸来袭时，莱蒂等人抢先开车围在唐老大身边，形成一个保护圈让他免受冲击。德卡特杀光塞弗的人马后找她对峙，塞弗却抢先拿降落伞跳机逃之夭夭。同时欧文也控制住了飞行员，保证了飞机安全着陆。

战后，众人来到纽约市的新居举杯欢迎唐老大回家，弗兰克和艾力克前来汇报说塞弗当时逃亡至雅典，但短期间内不会做出行动，哈伯斯被赦免后原本得到复职机会，但他选择暂时和女儿在一起生活一段时间。德卡特随后将唐老大的儿子送回，跟唐老大以及哈伯斯化解过去的恩怨后，正式加入他的团队一员。唐老大对遇害的伊莲娜发誓会照看好他们俩的儿子后，正式将儿子取名为“布莱恩·马可斯·托雷多”，以纪念前团队成员布莱恩·欧康纳（英语：Brian O'Conner）。