Speed Racer é um jovem com instintos naturais de corrida cujo objetivo é vencer o The Crucible, um rali de corrida cross-country que tirou a vida de seu irmão mais velho, Rex Racer. Speed é leal aos negócios da família, administrados por seus pais, papai e mamãe. Pops projetou o carro de Speed, o Mach 5. O dono da Royalton Industries faz de Speed uma oferta lucrativa; Speed rejeita, irritando o proprietário. A velocidade também revela o segredo de que os principais interesses corporativos, incluindo a Royalton, estão consertando corridas e trapaceando para obter lucro. Com a oferta do Speed negada, Royalton quer garantir que o Speed não vença corridas. Speed encontra o apoio de seus pais e de sua namorada Trixie e entra no The Crucible em uma parceria com seu antigo rival, Racer X, buscando resgatar o negócio de sua família e o próprio esporte de corrida.
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