Dominic Toretto (Vin Diesel) foi resgatado da prisão por sua irmã Mia (Jordana Brewster) e Brian O’Conner (Paul Walker), que realizam um ousado resgate sobre rodas. Logo em seguida, ele desaparece. Brian e Mia vão até o Rio de Janeiro, onde encontram Vince (Matt Schulze). Ele propõe ao casal o roubo de carros que estão sendo levados em um trem, algo que, segundo ele, será uma operação simples que renderá um bom lucro. Durante a operação, Dominic reaparece e diz à irmã que os planos mudaram. Ela então leva um dos carros a um esconderijo em plena favela carioca, deixando Dominic e Brian enfrentando policiais e bandidos. Ao desmontar o carro, o trio descobre que ele contém um chip com todas as operações ilegais de Hernan Reis (Joaquim de Almeida), incluindo onde guarda o dinheiro arrecadado. É o suficiente para que eles elaborem um plano para roubar a fortuna de Reis, contando com a ajuda de vários amigos.