Dans une église de Londres se déroule une cérémonie à la mémoire d’Harold Abrahams, héros des Jeux Olympiques de Paris, en 1924. Un journaliste, ami du disparu, se souvient. Tout commence en 1919, au Caius College de Cambridge, avec le défi relevé par Harold, fils d’un juif lituanien, de pulvériser un record vieux de sept siècles : réaliser le tour de la cour en moins de 16 secondes.

Les chariots de feu, c’est avant tout l’histoire, dans les années vingt, de deux athlètes britanniques prédisposés pour la course à pied et qui se servent de leur don, l’un pour combattre les préjugés xénophobes, l’autre pour affirmer sa foi religieuse.
Aux Jeux Olympiques d’été de 1924 de Paris,  théâtre de leurs quêtes et exploits, l’Anglais Harold Abrahams, juif, doit surmonter l’antisémitisme et la barrière de classe pour pouvoir se mesurer à celui que l’on surnomme l’Écossais volant, Eric Liddell, au 100 mètres. Ce dernier, fervent pratiquant protestant presbytérien, déclare cependant forfait car ses convictions lui interdisent de courir un dimanche. À la place, Liddell est autorisé à prendre le départ du 400 mètres, un jeudi…

Si certaines choses les opposent, jusqu’à leur religion, les deux hommes vont pourtant s’accompagner dans leur destiné mutuelle.