Nowa gwiazda sezonu, młody, szybki i ambitny Zygzak McQueen przygotowywuje się do startu w wielkim wyścigu o Mistrzostwo Złotego Tłoka. Przez przypadek zamiast do Kalifornii, trafia do zapomnianego miasteczka Chłodnica górska, nieopodal słynnej amerykańskiej trasy 66. Tam poznaje jego niezwykłych mieszkańców którzy nauczą go, że wygrane wyścigi nie są w życiu najważniejsze.