El número 95, “El Rayo” McQueen, continúa siendo un automóvil de carrera de primera, pero sus días de principiante han finalizado. Tras haber ganado cuatro veces la Copa Pistón, “El Rayo”, quien ahora reside en Radiador Springs, se ha convertido en una auténtica celebridad mundial.
Luego de su última victoria, él regresa a su hogar para disfrutar de una temporada tranquila junto con su amada Sally, su mejor amigo Mate y el resto de su familia. Pero su descanso se ve inesperadamente interrumpido cuando Mate, sin querer, lo hace ingresar en el Grand Prix mundial, una destacada competición automovilística en tres etapas, que lo llevará a correr por todo el mundo.
Pintado a nuevo para la ocasión y con verdaderos faros delanteros, “El Rayo” parte hacia Japón, Italia e Inglaterra, en compañía de su amigo Mate, para embarcarse en la gran aventura de sus vidas. Pero la competición frente a los automóviles más veloces del mundo pone a prueba todas sus habilidades en la pista cuando él advierte que su mejor amigo puede no ser el jefe de boxes ni el representante que necesita para aventurarse en el desconocido terreno internacional.
