Después de dejar escapar al fugitivo Dominic Toretto

Después de dejar escapar al fugitivo Dominic Toretto (Vin Diesel) en The Fast and the Furious, el ex oficial del FBI Brian O'Conner (Paul Walker) huyó de Los Ángeles y se muda a Miami para comenzar una nueva vida, desde eso ha pasado un año. Allí hace nuevos amigos como Tej Parker (Ludacris), un ex corredor; y Jimmy (Jin Auyeung), un preparador de coches; así como Suki (Devon Aoki), otra popular corredora. Brian es ahora conocido por el nombre "Campeón", debido a sus habilidades al volante y a su Nissan Skyline GT-R R34 modificado de color plata. Compite en carreras callejeras para ganar dinero mediante apuestas, usando los conocimientos que aprendió como miembro del ahora disuelto grupo de Toretto.

Una noche, después de ganar una carrera, Brian es capturado por agentes de aduana de EE.UU. mediante un ESD (Electronic System Disabler, desconector de sistemas electrónicos) en forma de gancho, disparado por el agente Markham (James Remar). Tras su detención, el agente del FBI Bilkins (Thom Barry) le ofrece un trato para participar en una investigación conjunta de la Aduana con el FBI, a cambio de limpiar sus antecedentes. La operación consiste en carreras callejeras, pero al ver que ni la aduana ni el FBI tienen un corredor experimentado, Brian le dice a Bilkins que él lo seleccionará por su cuenta.

Brian y Bilkins viajan a Barstow, California, para fichar a Roman "Rome" Pearce (Tyrese Gibson), un antiguo amigo de Brian que había estado 3 años en la cárcel y se encuentra con arresto domiciliario, y que a su vez odia y culpa a Brian por su situación. Brian convence a Roman para que se una a él en la misión a cambio de que sean perdonados sus crímenes y sacarle su monitor de tobillera. Regresan a Miami, donde se les informa sobre su misión: haciéndose pasar por corredores callejeros, entran al servicio de un despiadado narcotraficante argentino, Carter Verone (Cole Hauser), embarcado en un asunto de blanqueo de dinero. Son ayudados por Mónica Fuentes (Eva Mendes), una agente de aduanas infiltrada en la red de Carter con quien mantiene una relación amorosa. Para su misión, Brian y Roman usan dos coches modificados: un Mitsubishi Lancer Evolution VII verde-amarillo y un Mitsubishi Eclipse GTS Spyder púrpura, respectivamente.

El dúo participa en una carrera de prueba a través de Miami para recuperar un paquete dentro de un Ferrari 360 Spyder incautado y que hay que entregar a Verone, sin saber que sus coches están equipados con dispositivos de localización GPS que proporcionan al equipo de Markham su ubicación. Al llegar al deposito donde está el Ferrari y tomar el paquete, son arrinconados por Markham y su equipo, que piensan que están huyendo de la misión. Roman abre fuego sobre los hombres del FBI y después el dúo se escapa hacia la mansión de Verone.

Después de haber sido contratados como pilotos por Verone, el dúo se reúne con el equipo de la policía de aduanas y el FBI. Roman se enfrenta con Markham por la interferencia de éste con la misión. Después de que la situación se calma, Brian le dice a Bilkins y a Markham que el plan de Verone para evadir el dinero es usar su

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