Der Rennwagen-Star Lightning McQueen (Owen Wilson) und der unvergleichliche Abschleppwagen Mater (Larry the Cable Guy) reisen von Radiator Spring nach Übersee, um am allerersten World Grand Prix teilzunehmen. Aber der Weg zur Meisterschaft ist mit Schlaglöchern, Umleitungen und urkomischen Überraschungen gepflastert, als Mater in ein aufregendes Abenteuer internationaler Spionage verwickelt wird.