朝もやの漂うサンタモニカの海岸。今、トランス・アメリカン・グランプリ（ロサンゼルスからニューヨークまでの5000キロを、平均時速150キロで飛ばす苛酷なロード・レース) が始まろうとしている。この法規無視、走路妨害も全てＯＫのワイルド・レースの賞金は10万ドルだ。今月の優勝候補No1は、キャノンボールことコーイ（Ｄ・キャラダイン）。愛車はトランザム・ファイアーバード、恋人リンダ（Ｖ・ヘイメル）も同乗することになった。コーイのライバルは、ケイド（Ｂ・マッキニー）。そして、彼らに対抗してバカンス旅行中のアベックや、リンカーン・コンチネンタルを陸送する黒人青年、それに店のライトバンをパクって参加の3人娘等々もレースのスタートに並ぶ。一方、このレースでひと山あてようとするマフィア一味もいた。コーイに6000ドルを賭け、是が非でも彼を優勝させて大儲けさせようというのだ。彼らはコースのあちこちでコーイのライバル達を妨害する計画をたてている。さて、いよいよレースは開始された。まず1台が大爆発し、コーイに対するケイドのいやがらせが始まる。コーイはリンダの身の危険を感じ、彼女を後続の仲間の車に移しかえ、ケイドの大乱戦が始まった。一方、アマチュア出場者達はのん気なもの。あくまでマイペースだ。さて、ニューヨークも近くなり、コーイとケイドの勝負の決着がつく時が来た。工事中のハイウェーに迷い込んだ2人の車は、すさまじいうなり声を上げ、デッドヒートする。そしてケイドの車は転落。その頃、リンダの乗っていた車が、マフィアの銃で狙われ、スピンしたその車に後続車が続々と十数台も激突！ 大惨事となった。そんな地獄絵図の中をなにくわぬ顔でマイペースに進むアマチュア達。そして再びレースに復帰したコーイ。ラストは目前だ。優勝賞金10万ドルをめざし、コーイがまずゴールイン、続いてなんとあのジム（Ｒ・キャラダイン）のアベック組が……。コーイは自分をネタに金もうけをしようとしているマフィアの存在のため賞金はうけとらない。そして、結局第2位のジムのアベックに10万ドルは手渡されるのであった。かくして、ビッグ・イベントの幕は下りた－－。