Después de ser el campeón, el famoso Rayo McQueen se ha visto superado por una nueva generación de corredores mucho más rápidos que él. Para recuperar su lugar, el veloz coche contará con al ayuda de Cruz, una mecánica especializada en coches de carreras, Cruz Ramírez. Su objetivo será ganar el gran circuito de la Copa Piston y demostrar que todavía es el número uno de la pista.