ไลท์นิ่ง แม็คควีน รถแข่งดาวรุ่งที่ทะเยอทะยานและหลงตัวเอง กำลังเดินทางไปแคลิฟอร์เนียเพื่อเข้าร่วมการแข่งขันชิงถ้วยพิสตันคัพครั้งสำคัญ แต่เขาเกิดหลงทางและตกลงไปอยู่ในเมืองเล็ก ๆ ที่ถูกลืมชื่อว่า เรดิเอเตอร์ สปริงส์ บนถนนสาย 66 ที่นั่นเขาถูกบังคับให้ซ่อมถนนที่เขาทำลาย และในระหว่างที่ใช้ชีวิตอยู่กับชาวเมืองรถยนต์ที่แสนอบอุ่นและแปลกประหลาด แม็คควีนได้เรียนรู้ถึงความหมายที่แท้จริงของคำว่ามิตรภาพ ความรัก และการให้ความสำคัญกับการเดินทางมากกว่าชัยชนะ