マッハ5は、これまでに作られた中で最も速く、最も先進的なレーシングマシンの一つである。特殊機能の数々と強力なエンジンを搭載し、それに挑む勇気ある競争相手にとって、それは脅威となる存在だ。この驚異的な車のハンドルを握るのは、プロレーサーへの道を目指している若き男性、ゴウ・ミフネである。
しかし、ゴウの父、ダイスケ・ミフネ(マッハ5の発明者)は、息子をレーストラックに近づけさせない。この反対をものともせず、ゴウの恋人ミチ、弟クリオ、そしてクリオのペットの猿サンペイが、彼が史上最高のレーサーとなるよう熱心に支える。
だが、ゴウはすぐに、プロレーサーの階級を上がることは簡単な任務ではないことを知る。汚職した実業家たちの怪しい策略と、ライバルレーサーXとの熾烈な競争の狭間で、ゴウは数々の障害に直面し、フィニッシュラインに到達する前に自身の能力を証明しなければならない。