Relâmpago McQueen (Owen Wilson) é um carro de corridas ambicioso, que já em sua 1ª temporada na Copa Pistão torna-se um astro. Ele sonha em se tornar o 1º estreante a vencer o campeonato, o que possibilitaria que assinasse um patrocínio com a cobiçada Dinoco. A fama faz com que Relâmpago acredite que não precisa da ajuda de ninguém, sendo uma “equipe de um carro só”. Esta arrogância lhe custa caro na última corrida da temporada, fazendo com que seus dois pneus traseiros estourem na última volta da corrida. O problema permite que seus dois principais adversários, o ídolo Rei (Richard Petty) e o traiçoeiro Chicks (Michael Keaton), cruzem a linha de chegada juntamente com ele, o que faz com que uma corrida de desempate seja agendada na California. Relâmpago é então levado para o local de corrida por Mack (John Ratzenberger), um caminhão que faz parte de sua equipe. Ele quer chegar ao local antes de seus competidores e, por causa disto, insiste que Mack viage sem interrupções.
Após a desastrosa tempestade de comida no primeiro filme, Flint e seus amigos são obrigados a deixar a cidade de Boca Grande. Sem saída, ele aceita o convite de seu ídolo, Chester V , e junta-se à The Live Corp Company, que reúne os melhores inventores do mundo. Porém, quando descobre que sua máquina ainda funciona e agora cria perigosas comidas animalescas mutantes, Flint decide retornar e tentar salvar o mundo. 
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