Alur cerita Need for Speed: Carbon dimulai segera setelah pemain lolos dan keluar dari Rockport dengan mobil BMW M3 GTR setelah Most Wanted berakhir.
Saat mengemudi di sepanjang Carbon Canyon ke Palmont City, dia ingat balapan ilegal dengan Kenji, Angie, dan Wolf. Sebuah insiden dengan polisi di akhir balapan memaksa para pemain untuk meninggalkan Palmont dengan tergesa-gesa. Di Carbon Canyon saat ini, Cross, mantan Sersan Polisi yang kemudian menjadi pemburu hadiah, menghalangi pemain dengan mengendarai Chevrolet Corvette, menyebabkan mobil BMW M3 GTR hancur akibat bertabrakan dengan truk kayu. Darius kemudian membubarkan Cross, dan pemain tersebut bertemu dengan Nikki (mantan pacar pemain) dalam kondisi yang buruk.
Darius memberi tahu pemain dengan bantuan Nikki untuk membersihkan citranya dengan mengalahkan geng balap ilegal lawan untuk mendapatkan wilayah serta mengembalikan martabatnya sebagai pembalap ilegal yang dihormati di Palmont. Dengan memenangkan balapan demi balapan, pemain merebut area milik Kenji, Angie, dan Wolf. Begitu para pemain bertemu dengan para pebalap yang ingin bergabung dengan grup pemain, beberapa anggota grup secara bertahap mulai mengungkap kisah nyata dari sudut pandang mereka, tentang malam ketika para pemain meninggalkan Palmont.
Setelah menguasai ketiga distrik, Darius meminta pemain untuk menemukannya, di mana dia mengungkapkan bahwa dia sebenarnya menggunakan pemain tersebut. Saat hampir ditangkap oleh Cross, Nikki menyelamatkan pemain tersebut, dan memberi tahu pemain itu bahwa anggota gengnya mengatakan yang sebenarnya tentang insiden polisi, dan akhirnya bergabung dengan kelompok pemain. Setelah menyadari bahwa Darius bertanggung jawab penuh atas kejatuhan pemain tersebut, pemain selanjutnya mencoba untuk mengambil alih distrik Silverton, dan pada gilirannya mengalahkan Darius dan geng "Stacked Deck", untuk sepenuhnya membersihkan martabat pemain.
Serangkaian balapan terakhir antara para pemain dan geng "Stacked Deck" membuat para pemain memenangkannya meskipun Darius berusaha untuk memblokirnya. Setelah Darius akhirnya kalah di tangan para pemain, Darius harus menyerahkan kunci mobil Audi Le Mans Quattro miliknya kepada para pemain sekaligus mengisolasi diri dari Palmont dengan memberi peringatan kepada para pemain. "Nikmatilah selagi kamu masih punya waktu, suatu saat pasti akan ada seseorang yang lebih cepat darimu, dan akhirnya mereka akan bersaing ..."
Kota dan Canyon
Kota Need for Speed Carbon yaitu Palmont City. Palmont City pun memiliki 4 bagian kota yg dikuasai Geng Tertentu. Seperti:
Kempton yang dikuasai Geng 21st Street
Downtown yang dikuasai Geng Bushido
Fortuna yang dikuasai Geng TFK (The Fortuna King)
Silverton yang dikuasai Geng Stacked Deck
Dan Palmont City dihimpit 3 Bukit Besar yaitu Carbon Canyon, East Canyon, dan West Canyon
Geng
21st Street yang dipimpin oleh Angie
Bushido yang dipimpin Kenji
TFK (The Fortuna King) yang dipimpin Wolf
Stacked Deck yang dipimpin Darius
Teman
Di Permainan ini, Anda mempunyai Teman yg membantu anda balapan. Yaitu:
Neville (teman pertama)
Sal Mustela (Jika anda Memenangi 5 Event)
Yumi (Jika anda menguasai Downtown dan Menaklukan Bushido)
Colin (Jika anda merebut Fortuna dan Menaklukan TFK)
Samson (Jika anda merebut Kempton dan Menaklukan 21street)
Nikki (Jika anda telah menaklukan Geng Bushido, TFK dan 21street)
Rumor
Banyak Rumor mengenai Game ini yaitu Letak San Juan, Munculnya Kota Misteri atau Mystery City dan letaknya serta Tembusan Jalan di Canyon atau Eternity Pass
