Na primeira década do século XX um carro de corrida, que tinha ganho três grandes prêmios, sofre um acidente e fica totalmente queimado. Algum tempo depois duas crianças, Jemima (Heather Ripley) e Jeremy (Adrian Hall), os filhos de Caractacus Potts (Dick Van Dyke), um inventor fracassado, vêem a carcaça deste carro de corrida, que seria vendido por 30 xelins. Eles imploram ao pai que o compre, mas Potts está sem dinheiro e o avô das crianças (Lionel Jeffries), que mora com eles, se encontra na mesma situação. Após uma tentativa desastrosa de vender uma de suas invenções para o Lorde Scrumptious (James Robertson Justice), o fabricante de doces da região, Potts consegue acidentalmente dinheiro suficiente em um parque de diversões. Potts compra o carro e, milagrosamente, transforma um veículo que estava caindo aos pedaços em um carro novo em folha.