Speed Racer suser nedover banen og leker katt og mus med konkurrentene, han er et naturtalent bak rattet. Han er som født til å kjøre racerbil, med aggresjon, instinkt og ikke minst fryktløshet. Hans eneste reelle konkurrent er minnet om broren han hadde som idol, legenden Rex Racer. Hans død i et løp har etterlatt et tomrom Speed er besatt av å fylle.
Speed er lojal mot famileforetaket i racerbilbransjen, ledet av faren, Pops Racer, som har designet Speeds imponerende Mach 5. Speed sier nei til en lønnsom avtale med Royalton Industries, og ikke bare gjør han den gale eieren rasende. Han oppdager også en fryktelig hemmelighet: Noen av de største løpene er fikset av en håndfull kyniske storkarer som manipulerer de beste sjåførene for å øke fortjenesten. Hvis Speed ikke vil kjøre for Royalton, skal selskapet sørge for at Mach 5 aldri mer kommer over målstreken.
Den eneste måten Speed kan redde familiebedriften og sporten han er så glad i, vil være å slå Royalton med hans egne triks. Med støtte fra familien og den lojale kjæresten Trixie, slår Speed seg sammen med en tidligere rival - den mystiske Racer X - for å vinne løpet som tok livet av broren: det livsfarlige terrengløpet som kalles The Crucible.
Speed Racer vokser opp og lærer fra den beste innen racerbilsporten. Han blir den beste i denne sporten han elsker så inderlig mye. Men det er bare et problem. Finansielle krefter forsøker å fikse ligaen og truer med å aldri la Speed få fullføre et løp om han ikke signerer med laget Royalton og spiller med deres regler. I et spill der alle jukser må en være usannsynlig god for å følge spillereglene og det er Speed Racer...