ภายหลังแพ้ต่อเหล่านักแข่งขันไฟแรงแบบใหม่ ไลท์นิ่ง แมคควีนผู้เป็นตำนาน ได้หลุดออกมาจากแวดวงแข่งรถที่เขารัก การที่จะกลับเข้าไปสู่การแข่งขันชิงชัยได้อีกรอบ เขาอยากได้การช่วยเหลือจากช่างเทคนิคแบบใหม่อย่าง อาจารย์ซ ราไม่เรซ ด้วยแผนที่จะเอาชนะของเธอเอง บวกกับแรงบันดาลใจจาก ฮัดสัน ฮอร์เนท ยอดฝีมือผู้ล่วงลับ และเหตุการณ์ไม่คาดคิดอีกนิดหน่อย การพิสูจน์ว่าหมายเลข 95 ยังไม่จบง่ายๆ จะทดสอบหัวใจของแชมเปี้ยนในสนามแข่งที่ใหญ่ที่สุดของพิสตันคัพ