Le groupe fut formé fin 2001 par le guitariste Tom DeLonge et par le batteur Travis Barker au cours de la première séparation du groupe Blink 182, afin selon Tom Delonge de : « recréer la musique qui m'a donné envie d'être dans un groupe au premier abord ». Tom DeLonge demande alors à David Kennedy, un de ses amis d'enfance, de rejoindre le groupe en temps que second guitariste.

Le groupe commence alors à enregistrer leur premier album en décembre 2001 avec l'aide du producteur de Blink-182, Jerry Finn. Le groupe n'ayant pas de bassiste, c'est Tom Delonge qui s'occupe d'enregistrer les parties de basse. L'lbum éponyme Box Car Racer sort alors en mai 2002.

Une fois l'album sorti, le groupe décide de chercher un bassiste pour les concerts, et c'est ainsi qu'Anthony Celestino rejoint le groupe. Il apparaît dans les deux clips du groupe, à savoir I Feel So et There Is.

Bien que l'idée de base de DeLonge ne fut pas pleinement respectée, la musique de Box Car Racer est un peu plus hardcore que celle de Blink-182, et les textes sont plus enclins à la tristesse. La musique de Box Car Racer ressemble en fait beaucoup à celle de l'album Blink-182 de Blink-182.
Le groupe Box Car Racer est en veille depuis 2003.