Rayo McQueen, un coche de carreras atravesará el país en dirección al gran Campeonato de la Copa Pistón en California para competir con dos veteranos.

McQueen se pierda en la mítica Ruta 66 y aparece en el pueblo perdido de Radiador Springs. Allí conoce a los originales personajes que lo habitan, Sally, Doc Hudson y Mater. Todos ellos le ayudarán a comprender que hay cosas más importantes que conseguir premios y fama.