Da Woodys (Stimme: Tom Hanks) rechter Arm einreißt, entscheidet sich der kleine Andy (John Morris) dafür, sein Lieblingsspielzeug dieses Jahr nicht ins Cowboycamp mitzunehmen. Um beleidigt zu sein, bleibt Woody aber keine Zeit. Bei einer gefährlichen Rettungsaktion für den kleinen Quietschpinguin Wheezy (Joe Ranft) landet er selbst auf dem Flohmarkttisch, wo ihn ein Spielzeugsammler (Wayne Knight) erspäht. Als dieser die begehrte Cowboypuppe nicht käuflich erstehen kann, schnappt er sich Woody

Andys (Stimme: John Morris) Spielzeuge haben - wie alle Spielzeuge dieser Welt - ein Geheimnis: sobald ihre Besitzer das Zimmer verlassen, erwachen sie zum Leben. Als es mal wieder soweit ist, beraumt Cowboy Woody (Stimme: Tom Hanks) eine Versammlung der Kinderzimmerbewohner an, denn mit Andys Geburtstag steht einer der meist gefürchtetsten Tage des Jahres vor der Tür. Ein neues Spielzeug könnte die gefestigten Strukturen der Gemeinschaft erschüttern oder gar zum Ersetzen eines Gruppenmitglieds

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.

Das Rennauto Lightning McQueen ist von sich überzeugt: schnell und sicher ist er immer der Erste im Ziel. Das will er auch der Welt beweisen und begibt sich mit seinem Freund Hook, dem Abschleppwagen und seinem Boxenstopp-Chef, auf eine Tour, um am allerersten World Grand Prix anzutreten. Hier fahren die besten Rennfahrer der Welt um die Wette und Lightning McQueen will natürlich gewinnen. Während sich Lightning McQueen auf das wichtigste Rennen seiner Karriere vorbereitet, schlittert Hook in