Le protagoniste du film, Jann Mardenborough, est un adolescent britannique au talent exceptionnel pour la course automobile. Passionné et habile, ses compétences dans le jeu vidéo Gran Turismo lui valent une invitation à une compétition prestigieuse. Dans cette compétition, les meilleurs pilotes de Gran Turismo du monde entier s'affrontent dans des courses virtuelles. Après d'intenses séances d'entraînement, le grand prix final offre au vainqueur une chance inouïe : piloter une véritable voiture de course, sponsorisée par Nissan, dans une compétition réelle.
Jack Salter, l'entraîneur expérimenté des joueurs de Gran Turismo, est chargé de préparer ces virtuoses du volant virtuel à la réalité rigoureuse de la course professionnelle. Cependant, les défis sont nombreux.