แม็คควีน ไลท์เทนนิง (พากย์เสียงโดยโอเวน วิลสัน) รถแข่งใหม่ซิงร้อนฉ่าที่มีความสำเร็จเป็นแรงขับเคลื่อน แต่เขาก็ได้เรียนรู้ว่า ชีวิตเป็นเรื่องของการเดินทาง ไม่ใช่เส้นชัย เมื่อเขาพบว่าตัวเองต้องวิ่งทางอ้อมตามเส้นทางรู้ท 66 ที่นำไปสู่เรดิเอเตอร์ สปริงส์ ระหว่างการเดินทางข้ามประเทศไปเพื่อเข้าแข่งขันรายการพิสตัน คัพ แชมเปียนชิพในแคลิฟอร์เนียเพื่อประชันความเร็วกับรถแข่งเก๋าเกมสองัน แม็คควีนก็มีโอกาสได้รู้จักเหล่ารถน่ารัก น่าเอ็นดูของเมืองนี้ ซึ่งประกอบไปด้วย ด็อค ฮัดสัน (รถฮัดสัน ฮอร์เน็ตปี 1951 ที่มีอดีตลึกลับ พากย์เสียงโดยพอล นิวแมน นักแสดงในตำนาน), แซลลี คาร์เรรา (รถปอร์เชสุดเฉียบปี 2002 พากย์เสียงโดยบอนนี ฮันท์) และเมเตอร์ (รถลากเก่าสนิมเขรอะพากย์เสียงโดยแลร์รี เดอะ เคเบิล กาย) ที่ช่วยให้เขารู้ว่า ยังมีสิ่งอื่นที่สำคัญยิ่งไปกว่าถ้วยรางวัล ชื่อเสียง และการได้รับการสนับสนุน