F-Zero GX é a quarta edição da série F-Zero e o sucessor de F-Zero X. O jogo continua o estilo de corrida difícil e de alta velocidade da série, mantendo a jogabilidade básica e o sistema de controle do título Nintendo 64. Uma forte ênfase é colocada na memorização da pista e nos reflexos, o que ajuda a completar o título. O GX introduz um elemento "Modo História", onde o jogador segue os passos do Capitão Falcão através de nove capítulos, completando várias missões.

A história começa com Black Shadow dirigindo por uma estrada depois de perder um Grand Prix. O Nascido da Morte o alcança e lhe dá mais uma chance de sucesso, mas diz que é a única outra chance que ele terá. O modo história do F-Zero GX continua com o treinamento do Falcão para o Grande Prêmio, seguido pela corrida de seu rival, Samurai Goroh, em um desfiladeiro no deserto e sendo forçado a entrar na corrida de apostas sob o disfarce de 'Famicom' (uma referência ao primeiro console doméstico da Nintendo). Depois de vencer a referida corrida de apostas, Falcão percebe Sombra atacando a área Relâmpago no noticiário. Falcão faz o seu caminho para detê-lo, mas é atrasado por um grupo de bandidos liderados por Michael Chain. Depois de lidar com a gangue de Chain, Falcão entra em uma instalação para salvar Jody Summer. Sua fuga é próxima, pois o núcleo foi configurado para sobrecarregar e detonar, com a referida instalação entrando em procedimentos de bloqueio. Com Jody fora de perigo, ele confronta Sombra. O senhor do mal, com a ajuda do Falcão de Sangue, prende Falcão e o prende dentro de seu veículo, amarrando uma bomba ao Falcão Azul que detonará se o Falcão Azul for muito devagar. Falcão conseguiu sobreviver, dirigindo o veículo direto de uma estrada inacabada e bem debaixo de um guindaste, derrubando a bomba. Falcão mais tarde participou do Grande Prêmio, onde saiu vitorioso. Depois de receber o cinturão do campeão, ele testemunhou Sombra sendo punida por seu mestre, Nascido da Morte, por sua incompetência. Deathborn desafia Falcão para uma corrida individual pela posse de ambos os cintos. Antes que a referida raça ocorra, o Nascido da Morte revela seu plano de dominar o universo, revelando que as energias da luz e da escuridão estão condensadas em cada cinturão e que, quando combinadas, fornecem o poder supremo que o transformará em um ser divino, capaz de devastar a galáxia do Falcão em um instante. Falcão jura derrubá-lo. Falcão permanece fiel à sua palavra, e Nascido da Morte aparentemente morre. Ambos os cinturões se unem em um, e Falcão promete continuar vencendo para que ele possa proteger o cinturão das forças do mal. Em sua garagem, Falcão é recebido pelos criadores. Falcão descobre que os criadores estavam por trás de tudo, embora não elaborem seus motivos. Eles desafiam Falcão para uma corrida, onde, se vencerem, arrancarão a alma de Falcão e a transformarão em sua criação, o que implica que ele substituiria o Nascido da Morte. Falcão derrota até eles. Gritando, os criadores desaparecem, embora não esteja claro se eles realmente morrem ou decidem deixar Falcão ir, honrando (mas não menos irritado com) sua vitória. Falcão então tira o capacete e sai da sala, onde os créditos e uma música tema exclusiva começam a tocar. (A câmera se move em um ângulo descendente, de modo que o rosto do Falcão não fica claramente visível. Apenas uma parte de sua cabeça nas costas é parcialmente vista. )