Um zum besten Rennauto aller Zeiten aufzusteigen, muss Lightning McQueen (Owen Wilson) nur noch in einem einzigen Rennen siegen. Also macht er sich von der Ostküste der USA auf den Weg zu seinem letzten Rennen nach Kalifornien. Durch ein Missgeschick landet er jedoch im verschlafenen Städtchen Radiator Springs, abseits der Route 66. Als er aus Versehen die Orts-Straße beschädigt, findet er sich plötzlich im Gefängnis wieder. McQueen wird dazu verurteilt, die Straße eigenhändig zu reparieren.