Når legendariske Lynet McQueen blir forbikjørt av en ny lynrask generasjon racerbil føler han seg plutselig utestengt fra sporten han elsker. For å komme tilbake i spillet får han hjelp fra en ung og konkurranseinnstilt mekaniker, Cruz Ramirez, som har sin egen plan om å vinne. Lynet henter inspirasjon fra den en gang så fenomenale Hudson Hornet og et par uventede svinger. Han beviser at #95 fortsatt er å regne med når det virkelig gjelder!