Enquanto o Blink 182 fazia uma pausa em 2002, DeLonge formou o Box Car Racer para experimentar e testar idéias que ele tinha mas não as colocava nas canções da antiga banda. Tom logo recrutou Travis Barker justificando que o motivo era para não ter que pagar por um baterista de estúdio.
Pegando Barker do Blink 182 e David Kennedy, gravaram seu álbum homônimo Box Car Racer em 2002. No álbum Tom fez todo o trabalho do baixo, mas Anthony Celestino foi quem tocou em suas apresentações. Convidados no álbum aparecem Mark Hoppus do Blink 182, Tim Armstrong do Rancid e Jordan Pundik do New Found Glory.
Tom e Travis afirmam que a banda recebeu forte influência de Dischord Emo, citando influências como as de Rites of Spring, Fugazi e mais tarde bandas de hardcore como a Quicksand.
A banda foi extinta em 2003. Tom declarou publicamente que Box Car Racer está morta e nunca mais se reunirá. Seu website foi retirado da Internet em março de 2005. Muitas pessoas especularam que o novo projeto de Tom era o de criar um novo álbum da Box Car Racer quando ele inicialmente declarou que estava trabalhando em um novo álbum, mas esses rumores desapareceram depois do anúncio do Plus 44 e Angels and Airwaves.
É dito que a criação da Box Car Racer criou uma crescente tensão entre Mark Hoppus e Tom DeLonge. Possivelmente causada pela “paralisação” da Blink 182.
O nome da banda vem do bombardeiro B-29 que lançou a segunda bomba atômica na cidade japonesa de Nagasaki. O nome do avião era “Bockscar”. Tom disse em uma entrevista que ele viu o nome escrito incorretamente como “Boxcar”.