同时拥有显赫出身和悲痛过去的卡路尔·阿巴斯（花江夏树 配音），以庶民的身份和无血缘的妹妹艾丽尔（竹达彩奈 配音）登上伊斯拉，前往凯格斯高中飞行科学习。伊斯拉是一座漂浮在半空中的陆地，由巴雷特洛斯共和国等三个国家共同管理。在动力的驱动下，伊斯拉开启了遥远的征程，前往传说中的圣泉寻找“天空的尽头”。然而仅有极少数领导层成员知道，伊斯拉此行还有另一个不可告人的使命。卡路尔偶然邂逅了贵族女孩克莉亚·库鲁斯（悠木碧 配音），他们彼此互生好感，并结成飞行训练搭档，但卡路尔却不知晓他和这个女孩有着怎样痛苦的孽缘。满怀理想的少男少女遨游长空，等待他们的是何等严酷的命运…… 本片根据犬村小六（小说）、森泽晴行（插画）创作的轻小说改编。
故事发生在未来的宇宙空间，太空交通已经非常发达。泰斯是“泰克殖民卫星”上“泰坦”宇航汽车集团的总裁，是泰坦家族的第十代传人，是一个外表和善却心狠手辣的野心家。他把同业竞争对手都视为眼中钉、肉中刺，他的最终目的是让自己的企业雄霸整个宇宙汽车市场，牟取巨额利润。为此，泰斯幕后操纵着一支身用的刹魔车队。 十年前，泰坦星球上，星际赛车业的年轻巨子泰斯委托著名的科学家雷诺博士研发了两款先进的赛车。泰斯拿着刚刚制造出来的赛车凶相毕露，他扬言要不择手段击垮所有的竞争对手。雷诺博士深感不安，如果把尖端的技术全部交给泰斯，将会给星际间带来不可测的苦难。雷诺博士悄悄地登上返回黄河星球的列车，星际列车高速行驶着，忽然莫名地发生故障，雷诺博士遇难失踪。 十年后，黄河卫星上，雷诺之子阿雷已经成长为一个拥有天才赛车潜质、心地善良的少年。因为十年前的那场噩梦，爷爷不让他参加赛车。但他死活要玩赛车，终于他成为了一个野车之王，并在经历了一场场惊心动魄的星际赛车比拼后，成为了一名专业车手，并代表星群参加星际联赛。为了星群的荣誉并揭穿泰斯的阴谋，阿雷决心和伙伴们在联赛中挑战泰斯控制的有着不败神话的“刹魔少年队”。阿雷在决赛中利用终极秘密，领悟了人车合一的境界，率先冲过了终点，赢得了冠军，成为新的星际车王。而雷诺也冲出泰斯的囚禁，公布了事实真相，粉碎了泰斯的阴谋。 本片以科幻的手法，以未来生活为背景，通过车队之间的比赛，实际上是正义与邪恶、善良与阴谋的较量，宏扬正义、拼搏和团队精神。
