Un pequeño y nuevo coche de carreras, llamado Rayo McQueen, se está preparando para ser un experto corredor y convertirse en uno de los automóviles más respetados en el panorama internacional. Un día toma la decisión de cambiar por completo su vida y se dirige a Radiator Springs, un pequeño y desértico pueblo donde hace nuevos amigos y comprenderá el verdadero sentido de su existencia. Allí entablará una buena relación con el Porsche Sally, Doc Hudson y Mater, una vieja camioneta que le hará comprender que hay cosas más importantes que los trofeos y la fama, algo que sin duda había sido el propósito del protagonista desde que se comprometió a participar en el mundo de las carreras. ¿Podrá Rayo McQueen dejar de lado todas estas cosas y centrarse en lo que de verdad merece la pena?