Chitty Chitty Bang Bang vertelt het avontuur van de excentrieke uitvinder Caractacus Potts, die met de hulp van zijn kinderen Jonathan en Janneke een oude raceauto probeert op te knappen. Al heel snel komen ze erachter dat de auto magische gaven bezit, waaronder drijven op water en vliegen door de lucht. Wanneer de slechte Baron Bombarst ontdekt hoe speciaal de auto is, wil hij hem voor zichzelf hebben. Samen met Opa Potts en de rest van de familie gaan ze de strijd aan met de Baron, de Barones en hun handlanger: de Kindervanger.