Flash McQueen, est une splendide voiture de course avide de succès. Parti pour participer à la prestigieuse Piston Cup, il arrive par accident dans la petite ville tranquille de Radiator Springs, sur la mythique Route 66. McQueen va apprendre à connaître Sally l'élégante Porsche Carrera, Doc Hudson l' Hudson Hornet 1951 au passé mystérieux, et Mater, une dépanneuse rouillée mais à qui on peut faire confiance. Ils vont l'aider à découvrir qu'il y a des choses plus importantes que les trophées, la gloire et les sponsors...