Dominic Toretto, toujours recherché par les autorités, est contraint de vivre en cavale en République Dominicaine où il continue de détourner des convois de carburant. Un drame personnel le pousse à revenir clandestinement à Los Angeles pour traquer l'assassin de celle qu'il aimait. Sur place, ses recherches croisent celles de l'agent fédéral Brian O'Conner, lui aussi sur la piste d'un dangereux baron de la drogue mexicain. Pour infiltrer le réseau de ce criminel insaisissable, les deux anciens complices doivent mettre leurs différends de côté et s'allier à nouveau derrière le volant.
Ce quatrième opus marque le véritable tournant de la saga en réunissant pour la première fois l'équipe d'origine du film de deux mille un. L'idée originelle est venue de la volonté des producteurs et de Vin Diesel de relancer la franchise sous la forme d'un grand thriller d'action interconnecté plutôt que de simples films de courses de rue. Le réalisateur Justin Lin a trouvé son inspiration dans les films de casse et d'infiltration classiques pour bâtir une intrigue plus sombre et mature. L'objectif affiché était de redéfinir la mythologie de la franchise en se concentrant sur les liens fraternels forts unissant les personnages principaux.
Les critiques professionnelles se sont montrées partagées à la sortie du film, saluant les retrouvailles explosives du duo d'acteurs mais regrettant un recours parfois excessif aux effets numériques par rapport aux épisodes précédents. La presse a cependant reconnu l'efficacité redoutable de la mise en scène et la relance réussie de la dynamique de la franchise. Du côté du public, l'accueil a été absolument triomphal au box-office mondial, pulvérisant les records d'entrées de la saga à l'époque. Les fans de la première heure ont célébré le retour des personnages iconiques de Dom et Brian et la tension dramatique de l'histoire. Le film a remporté plusieurs récompenses populaires, notamment aux ASCAP Film and Television Music Awards et aux Teen Choice Awards.
Le réalisateur Justin Lin s'est inspiré du cinéma d'action des années quatre-vingt pour concevoir la spectaculaire scène d'ouverture impliquant un camion-citerne en République Dominicaine. La production a dû faire face à d'importants défis techniques pour filmer les scènes de poursuite complexes censées se dérouler dans des tunnels secrets sous la frontière mexicaine. Une anecdote de tournage intéressante révèle que les voitures utilisées ont dû être modifiées pour résister aux cascades violentes dans le désert, nécessitant la construction de dizaines de doublures identiques. Pour le casting initialement prévu, le retour de l'actrice Michelle Rodriguez a été ardemment défendu par Vin Diesel afin d'apporter le déclencheur émotionnel nécessaire à toute l'intrigue du film.
Le film développe de manière centrale les thèmes de la famille choisie, de la loyauté indéfectible au-delà des lois et de la quête de vengeance. Il explore également la frontière floue entre la justice légale incarnée par le FBI et la justice personnelle dictée par le cœur.
À la fin de l'histoire, après avoir démantelé le cartel, Dominic refuse de fuir à nouveau et choisit de se livrer à la justice américaine par respect pour sa promesse. Malgré l'intervention de Brian en sa faveur, Dom est condamné à une lourde peine de prison ferme. Le plan final montre Brian, Mia et leurs complices interceptant le bus pénitentiaire qui transporte Dom, annonçant une évasion imminente et la suite directe des aventures de l'équipe.
Le titre original (Fast & Furious) supprime le déterminant par rapport au premier film, symbolisant à la fois un retour aux sources épuré et une réinvention totale de la marque commerciale pour les années à venir.
Ce film est considéré aujourd'hui par les historiens du cinéma comme le point de bascule crucial qui a transformé une franchise de niche sur le tuning en l'une des sagas d'action les plus lucratives de l'histoire d'Hollywood.