McQueen Tia chớp khoác trên mình lớp sơn đỏ rực, rất sung sức, tự mãn và thường trực nụ cười mỉa mai. Lao vun vút trên đường 66 tới California để tranh cúp Piston, cậu đã đâm sầm vào thị trấn Radiator Springs buồn tẻ, phá nát đường đi và suýt bị ngồi tù. Chỉ vài ngày nữa, anh chàng phải tham gia cuộc đua, mong được đại gia Dinoco tài trợ để trở thành "sao". Nhờ sáng kiến của cô nàng luật sư Sally – một chiếc Porsche bóng bẩy đời 2002 – McQueen phải đem thân hình công tử ra kéo chiếc xe rải nhựa khổng lồ để làm lại đường. Cậu làm quen với bác sĩ Hudson, một chiếc Hudson Hornet đời 1951 từng là huyền thoại của đường đua Piston. Ngoài ra còn có Mater chiếc xe tải cũ mèm, gỉ sét và vui tính. Từ thị trấn nhỏ bé này, McQueen đã nhận ra nhiều điều ý nghĩa trong cuộc sống.