La historia de Need for Speed: Undercover sigue a un policía encubierto que se infiltra en una peligrosa organización internacional dedicada al robo de autos y las carreras callejeras ilegales en Tri-City Bay. El protagonista trabaja junto a la agente Chase Linh para ganarse la confianza de los criminales y descubrir sus secretos desde dentro. A lo largo del juego, el jugador participa en carreras intensas, persecuciones a gran velocidad y arriesgados atracos llenos de acción. La trama combina escenas cinematográficas con adrenalina constante, creando una atmósfera de peligro, traición y emoción. Cada misión acerca más al héroe a la verdad oculta detrás del mundo criminal.