藤原拓海由于不败的战绩，必然会受到新的挑战。 《头文字D》的第二部着重突出拓海的成长，当然不乏激烈的挑战。最经典的要数赤诚和依吕波山路两位老大的比拼。年轻的拓海在爱情上触了礁，在输给帝王车队的lanEvo 3后，拓海遇到了人生的挫折，对自己和AE86产生了怀疑，AE86真的有足够的实力吗？ AE86的重生来自拓海的爸爸文太，他为AE86改装了赛车用引擎。同时，拓海遇到了同样是AE86的强劲对手秋山涉。有意思的是比赛规则是在同一赛道两车来回追赶，直到其中之一能超越对方为止，既要技术又考耐力。胜利让拓海继续接受这辆AE86和重拾信心回到车手的生涯。
市丸恭介（真殿光昭 配音）是一个外表和内心都十分朴素的青年，目前就职于一所高中担任物理老师的职务。虽然个性有些木讷害羞，每天都过着两点一线的枯燥生活，但是恭介在教员和学生之间却有着意外高昂的人气。其实，恭介有着一个天大的秘密，他不仅已经结婚，并且，其结婚的对象，居然是在同一学校就读的女子高中生小野原麻美（川澄绫子 配音）！ 17岁的麻美和恭介的感情十分要好。在学校里，她是他的学生，一回到家，她便是他的娇妻。为了遵循父亲的意愿，在同学面前，麻美和恭介必须严格保守着他们的秘密。可是，世上没有不透风的墙壁，还是有一些人察觉到了两人不寻常的关系。两人的命运和爱情会怎样呢？恭介能够平安的等到属于麻美的毕业季的到来吗？
明日岛虽然鼓励创新，但新技术存在着很高的风险，同时明日岛也面临着很多自然灾害。面对各种危机，由代表科学（S）的赛拉斯、技术（T）的甜甜、工程（E）的爱迪、艺术（A）的阿力、数学（M）的曼妮莎和运动（！）的小金组成的超学先锋就会挺身而出，赶往救援的第一线。在塞拉斯的指挥下，队员们分工合作，利用各种科学知识解决各种麻烦。在处理危机的过程中，队员们可能会产生观点和行动上的分歧，但最后大家总能坚持团结合作精神，并找到解决问题的最佳方案。而人工智能百变校巴作为超学先锋的重要成员，也会变身各种工程车，助力救援行动。
