Uusien, huippunopeiden kilpa-autojen varjoon jäänyt legendaarinen Salama McQueen joutuu yllättäen sivuun rakastamastaan lajista. Päästäkseen takaisin kilparadoille Salama tarvitsee avukseen nuoren ja innokkaan mekaanikon Cruz Ramirezin, jolla on omat voittosuunnitelmansa. Onnistuuko Salama todistamaan, ettei vanhan mestarin aika ole vielä ohi?