La storia inizia con Black Shadow che guida lungo un'autostrada dopo aver perso un Gran Premio. Deathborn lo raggiunge e gli dà un'ulteriore possibilità di avere successo, ma dice che è l'unica altra opportunità che avrà. La modalità storia di F-Zero GX prosegue con Falcon che si allena per il Grand Prix, seguito da una corsa contro il suo rivale, Samurai Goroh, in un canyon desertico e costretto a partecipare alla gara scommessa sotto lo pseudonimo di 'Famicom' (riferimento alla prima console domestica di Nintendo). Dopo aver vinto questa corsa a scommessa, Falcon nota in TV Black Shadow che attacca l'area Lightning. Falcon si dirige per fermarlo, ma viene ritardato da un gruppo di antagonisti guidati da Michael Chain. Dopo aver affrontato la banda di Chain, Falcon entra in un impianto per salvare Jody Summer. La sua fuga è rischiosa poiché il nucleo era impostato per sovraccaricarsi ed esplodere, con quell'impianto che va in procedure di lockdown. Con Jody al sicuro, affronta Black Shadow. L'oscuro sovrano malvagio, con l'aiuto di Blood Falcon, lega Falcon e lo imprigiona all'interno del suo veicolo, legando una bomba al Blue Falcon che esploderà se il Blue Falcon va troppo lentamente. Falcon riesce a sopravvivere guidando il veicolo dritto giù da una strada incompiuta e proprio sotto una gru, sbattendo la bomba via. Più tardi, Falcon partecipa al Gran Premio, dove esce vittorioso. Dopo aver ricevuto la cintura di campione, assiste a come Black Shadow venga punito dal suo maestro, Deathborn, per la sua incompetenza. Deathborn sfida Falcon a una corsa singola per la proprietà di entrambe le cinture. Prima che la corsa avvenga, Deathborn rivela il suo piano di conquistare l'universo, rivelando che le energie della luce e delle tenebre sono condensate in ogni cintura, e che, una volta combinate, forniscono un potere supremo che lo trasformerebbe in un essere simile a un dio, capace di devastare la galassia di Falcon in un attimo. Falcon giura di abbatterlo. Falcon rimane fedele alla sua parola, e Deathborn apparentemente muore. Entrambe le cinture si uniscono in una sola, e Falcon promette di continuare a vincere per poter proteggere le cinture dalle forze del male. Nel suo garage, Falcon viene accolto dai creatori. Falcon capisce che i creatori erano dietro a tutto, sebbene non ne spiegassero i motivi. Li sfidano a una corsa, dove, se vincono, strapperebbero l'anima di Falcon e la trasformerebbero nella loro creazione, insinuando che lo avrebbero sostituito Deathborn. Falcon li sconfigge persino. Urlando, i creatori scompaiono, anche se non è chiaro se siano effettivamente morti o decidano di lasciare andare Falcon, onorando (ma non meno arrabbiati per) la sua vittoria. Falcon quindi si toglie il casco e lascia la stanza, dove iniziano i titoli di coda e una canzone-tema esclusiva. (La telecamera si inclina verso il basso, così il volto di Falcon non è chiaramente visibile. Solo una porzione della testa sul retro è parzialmente visibile.)