Sorprendido por una nueva generación de corredores ultrarrápidos, el legendario Rayo McQueen queda relegado repentinamente del deporte que tanto ama.

Para retomar su carrera, va a necesitar la ayuda de una joven mecánica de carreras, Cruz Ramírez, que tiene su propio plan para ganar, además de la inspiración del fallecido Fabuloso Hudson Hornet y un par de giros inesperados. ¡Y para probar que el nº95 no está ni mucho menos acabado, el campeón tendrá que poner a prueba su valía en el gran circuito de la Copa Piston!