Bu heyecan verici macerada, ünlü yarış arabası Şimşek McQueen ve ekibi, merakla beklenen Dünya Grand Prix yarışına katılma daveti alır. Turnuvaya giderken, hem yarış pistinde hem de dışında sayısız zorluk ve engelle karşılaşırlar. Beklenmedik bir olay dönüşünde, McQueen'in sadık arkadaşı Mater, kendisini tehlikeli bir uluslararası casusluk ağının içinde bulur. İki yetenekli İngiliz casusuyla birlikte, gizemli bir deha ve onun suç örgütü tarafından yönetilen hain bir komployu ortaya çıkarmak için yola çıkar. Nihai hedefleri ise turnuvadaki tüm rakiplerin hayatlarını büyük tehlikeye atarak kaos ve yıkımı serbest bırakmak.