Relâmpago McQueen é o ambicioso estreante que está prestes a disputar com dois veteranos a final da famosa Copa do Pistão, na Califórnia. Porém, na viagem até a grande decisão, um imprevisível leva McQueen a Radiator Springs, uma cidadezinha esquecida à beira da lendária Rota 66. Neste lugar, ele conhece a bela Porsche Sally, o velho Doc Hudson e o guincho de bom coração Mate. Novos amigos que vão lhe ensinar que a vida é muito mais que pistas de carros.