Nel 1989, Jack Toretto partecipa a una gara, con i figli Dom e Jakob nella sua squadra ai box. Dom discute con il corridore rivale Kenny Linder sulle sue tattiche sporche. Quando la gara riprende, l'auto di Linder aggancia il paraurti di Jack e fa sbattere l'auto contro un muro ed esplode, uccidendolo. Dopo l'incidente, Dom viene arrestato per aver quasi picchiato a morte Linder. Mentre sta scontando la sua pena, ricorda che Jakob aveva lavorato all'auto di Jack il giorno della sua morte e conclude che Jakob è responsabile della morte del padre. In prigione incontra per la prima volta Rico Santos e Tego Leo. Dopo il rilascio, Dom affronta e sfida Jakob a una gara, costringendolo a lasciare la città se dovesse perdere.
Nel presente, quattro anni dopo lo scontro contro la cyber-terrorista Cipher, Dom si è ritirato a vita privata, allevando suo figlio Brian con sua moglie Letty, in isolamento dalla società. Roman Pearce, Tej Parker e Ramsey arrivano con la notizia che il Sig. Nessuno aveva catturato Cipher, ma l'aereo su cui viaggiavano viene attaccato da un agente segreto corrotto ed è precipitato a Montequinto in America Centrale. Dom accetta di aiutarli dopo aver realizzato che la sua pensione va rimandata. Cercando l'aereo, trovano parte di un dispositivo chiamato "Aries", che può entrare in qualsiasi arma controllata da un computer. Alla squadra viene quindi tesa un'imboscata da un esercito privato guidato da Jakob, fratello minore di Dom, che ruba il dispositivo. La squadra incontra Michael Stasiak in viaggio verso la loro casa sicura. La sorella di Dom e Jakob, Mia, arriva per aiutare a trovare quest'ultimo, e Dom le permette con riluttanza di unirsi a loro. La squadra scopre che la morte di Han Lue è collegata all'Aries e Letty e Mia vanno a Tokyo per indagare.
Nel frattempo, Jakob incontra Otto, il suo socio. Cipher, dopo non essere riuscita a influenzare Jakob, gli dice che l'altra metà dell'Aries è a Edimburgo. Dom incontra l'ex meccanico di suo padre, Buddy Hubbard, che ha accolto Jakob per un anno dopo il suo esilio, e lo convince a rivelare che Jakob è a Londra. Letty e Mia trovano Han, ancora vivo, a lungo creduto morto dopo uno scontro con Deckard Shaw e la Yakuza mentre era sconvolto e distrutto dal lutto per Gisele. Roman e Tej reclutano Sean Boswell, Twinkie e Earl, che hanno costruito motori a razzo e una macchina a razzo basata su una Pontiac Fiero in una base aerea tedesca. A Londra, Dom incontra Queenie, la madre di Deckard e Owen Shaw, che gli fornisce la posizione di Jakob. Dom affronta Otto e Jakob, che dicono a Dom di andarsene. Otto fa arrestare Dom, ma Leysa Mirtha, una vecchia amica di Dom, e sorella di Cara (ex fidanzata di Han), lo salva fingendosi agente dell'INTERPOL.
Tej, Roman e Ramsey si uniscono a Dom a Edimburgo, dove Jakob sta usando degli elettromagneti per rubare il secondo dispositivo Aries. Tej e Roman trovano il camion contenente l'elettromagnete; mentre combattono gli uomini di Otto, Ramsey ruba e guida il camion per inseguire Otto. Dom intercetta Jakob, e i due combattono per tutta la città. Prima che Otto possa estrarre Jakob, Ramsey manda la sua auto fuori strada e usa l'elettromagnete per catturare Jakob.
Otto decide di reclutare Cipher per chiedere aiuto, iniziando a dubitare delle capacità di Jakob. Al rifugio, Han rivela che dopo la morte di Gisele, è stato avvicinato dal Sig. Nessuno per diventare un suo agente, ed è stato assegnato a proteggere Elle (la pupilla di Han) e il dispositivo Aries, poiché il DNA di Elle è la chiave di attivazione. Uno degli agenti corrotti del Sig. Nessuno, si rivelò essere Jakob. Han e il Sig. Nessuno usarono il tentativo di Deckard Shaw di uccidere Han come un modo per fingere la sua morte e consentirgli di proteggere Elle in segreto. Otto attacca la base sicura e libera Jakob, che rivela a Dom che Jack, volendo sfuggire ai suoi debiti, ha incaricato Jakob di manomettere la sua auto in modo da poter perdere intenzionalmente la gara e pagare il suo debito, e gli chiese di non dirlo mai a Dom. A causa del modo in cui Jakob ha manomesso l'auto e dell'interferenza di Linder, Jack finì per morire. Jakob e Otto rapiscono Elle e prendono il secondo dispositivo Aries.
Otto lancia un satellite in orbita, mentre Jakob ordina ad Elle di attivare Aries. Cominciano a caricarlo sul satellite, spostandosi per Tbilisi su un camion blindato. Dom, Letty, Mia, Ramsey e Han gli danno la caccia per fermare il caricamento. Mentre Mia e Han cercano di entrare nel camion, Otto tradisce Jakob e rivela di aver collaborato con Cipher, gettandolo giù dal camion. Dom e Mia salvano Jakob e lui aiuta Dom a fermare il camion. Usando l'auto a razzo, Roman e Tej entrano in orbita e distruggono il satellite, interrompendo il caricamento. Cipher, pilotando a distanza un jet, bombarda il camion, uccidendo Otto, nel tentativo di uccidere Dom. Dom usa il camion per distruggere l'aereo di Cipher mentre scappa. Dom e Mia si riconciliano con Jakob e Dom gli permette di fuggire con la sua auto. Roman e Tej vengono salvati dalla Stazione Spaziale Internazionale e tornano sani e salvi sulla Terra.
Il team a Los Angeles festeggia il successo con un barbecue nella casa in ricostruzione dei Toretto. Mentre si prepara a dire grazie, Brian O'Conner arriva nella sua Nissan Skyline.
In una scena a metà dei titoli di coda, Deckard sta interrogando un criminale russo infilato in un sacco da boxe che continua a prendere a pugni, ed è sorpreso quando Han arriva alla sua porta scioccandolo, perchè credeva che quest'ultimo fosse morto da sette anni.
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