Champion sur les circuits de course automobile depuis très longtemps, le légendaire Flash McQueen est un jour évincé de son sport par la nouvelle génération de voitures de course ultrarapides. Refusant d'abandonner, il décide de s'associer avec la jeune entraineuse Cruz Ramirez, qui utilise les nouvelles technologies pour former ses poulains. Flash McQueen comprend bien vite qu'il n'y a aucune machine qui pourra être aussi efficace pour s'exercer qu'une vraie piste
Flash, la star des circuits automobiles, et son fidèle compagnon Mater la dépanneuse reprennent la route pour de nouvelles aventures. Les voilà partis pour courir le tout premier Grand Prix Mondial, qui sacrera la voiture la plus rapide du monde ! Mais la route du championnat est pleine d’imprévus, de déviations et de surprises hilarantes, surtout lorsque Martin se retrouve entraîné dans une histoire comme il n’en arrive qu’à lui : une affaire d’espionnage international ! Écartelé entre son
Flash McQueen, une splendide voiture de course toute neuve promise au succès, découvre que dans la vie, ce n'est pas de franchir la ligne d'arrivée qui compte, mais le parcours que l'on a suivi. Parti pour participer à la prestigieuse Piston Cup, il atterrit suite à une déviation dans la petite ville tranquille de Radiator Springs, sur la Route 66.
