Главным героем мультфильма является Молния Маккуин — яркий и стремительный гоночный автомобиль, который всю жизнь стремится к скорости и победам на трассе. С самого детства его мечтой было стать чемпионом, и он неоднократно одерживал верх на различных соревнованиях. Однако в одном из решающих заездов он приходит к финишу вплотную с двумя другими гонщиками, и их результаты оказываются идентичными. Поскольку только один может стать победителем, судьи решают провести дополнительную гонку, назначенную в Калифорнии, чтобы определить чемпиона. Чтобы добраться до места, Молния Маккуин отправляется в путь в своём трейлере, готовясь к очередному испытанию.
Но судьба преподносит ему неожиданный сюрприз: ночью Молния случайно выпадает из трейлера и остаётся один на пустынной дороге. Пытаясь догнать свой трейлер, он сбивается с пути и оказывается в малом провинциальном городке под названием Радиатор-Спрингс, который долгое время был популярным местом отдыха автомобилистов. Здесь он встречает различных колоритных персонажей — других машин и обитателей города, каждый из которых имеет свою историю и характер.
Радиатор-Спрингс некогда процветал благодаря старому шоссе, проходившему через центр города, но после строительства новой скоростной трассы большинство водителей стали его избегать, из-за чего город пришёл в упадок. Кроме того, из-за того, что ночью Молния нарушил правила дорожного движения, суд приговорил его к обязательным общественным работам — очистке и восстановлению дорог в этом заброшенном уголке. Поначалу Маккуин не воспринимал это всерьёз и мечтал скорее покинуть город и попасть на гонку. Однако со временем он начал ценить дружбу и жизненные ценности, которые ранее оставлял вне внимания. Встречи с новыми друзьями, такими как мудрый Круз Рамирез, добродушный Мэтр и другие, помогли ему понять, что настоящая победа — это не только скорость и слава, но и умение ценить окружающих и заботиться о них.
Мультфильм также затрагивает тему важности сохранения традиций и истории, так как Радиатор-Спрингс символизирует не только забытое прошлое, но и необходимость возрождения старых ценностей в современном мире. Создатели фильма тщательно отобразили детали автомобильной культуры и технические особенности разных моделей машин, что усиливает погружение в сюжет. История Молнии Маккуина оставила глубокий след в сердцах зрителей, напоминая, что настоящая гонка — это путь к самооткрытию и внутреннему росту.