Rayo McQueen, un audaz y presumido auto de carreras novato destinado al éxito, descubre que la vida es acerca del recorrido, no de la meta final, cuando se encuentra de pronto en el tranquilo pueblo de Radiador Springs, en la Ruta 66. En camino a través del país para llegar al Campeonato por la Piston Cup en California, donde competirá contra los mejores profesionales, McQueen conoce a los peculiares personajes de este pueblo - incluyendo a Doc Hudson (un misterioso Hudson Hornet de 1951 con la voz de Paul Newman) Sally (una bonita Porsche 2002) y Mate (un viejo pero confiable camión-grúa) - quienes le ayudan a darse cuenta que en la vida hay cosas más importantes que trofeos, fama y patrocinios.