Der legendäre Lightning McQueen (Stimme von Owen Wilson) wird von einer neuen Generation rasend schneller Rennfahrer überrumpelt und plötzlich aus dem Sport gedrängt, den er liebt. Um wieder ins Spiel zu kommen, braucht er die Hilfe einer eifrigen jungen Renntechnikerin, Cruz Ramirez (Stimme von Cristela Alonzo), mit ihrem eigenen Plan zu gewinnen, plus Inspiration durch den verstorbenen Fabulous Hudson Hornet und ein paar unerwartete Wendungen. Der Beweis, dass die #95 noch nicht am Ende ist, wird das Herz eines Champions auf der größten Bühne des Piston Cup Racing testen!