ไลท์นิ่ง แมคควีน กลายเป็นเพียงตำนานรถแข่งที่ถูกโค่นล้มหลังจากที่เขาแพ้ในการแข่งขันรถรุ่นใหม่ เขาต้องการที่จะกลับเข้าร่วมการแข่งขันอีกครั้งทำให้ต้องขอให้ครูซ รามิเรซ ช่างเทคนิคที่เต็มไปด้วยความสามารถและแนวคิดที่ทันใหม่ให้เข้ามาช่วยเหลือ ด้วยแรงบันดาลใจที่พวกเขาเคยทราบมาของชายที่ล่วงลับไปแล้ว พวกเขาทั้งสองคนจำเป็นต้องจับมือกันลงร่วมแข่งขันเพื่อที่จะชิงตำแหน่งแชมป์กลับมา