Tähtikilpuri Salama McQueen ja hinausauto Martti joutuvat jännittäviin seikkailuihin vauhdikkaassa tarinassa, joka vie ne merten taakse World Grand Prix -kilpailuihin. Tie mestaruuteen on täynnä kuoppia, umpikujia ja yllätyksiä, kun Martti tempautuu omaan seikkailuunsa kansainvälisten vakoojien parissa. Martin matka vie huimaan takaa-ajoon Japanissa ja Euroopassa, mutta saadaanko konna-autot kiikkiin?