Jimmy está desempleado, divorciado y no tiene un duro, Clyde perdió un brazo en la guerra de Irak y ahora trabaja de camarero en un antro, y Mellie es una peluquera obsesionada con los coches, los tres son hermanos y están empeñados en burlar una supuesta maldición familiar. Para ello van a robar la cámara acorazada del circuito de carreras Charlotte Motor Speedway, durante la celebración de la carrera Coca-Cola 600 en Carolina del Norte. Para poder llevar a cabo el plan necesitarán a un experto en demoliciones, Joe Bang. El único pequeño inconveniente es que está en la cárcel.
Rayo McQueen sigue siendo el mejor coche de carreras del mundo, pero ahora que es uno de los más veteranos del circuito, debe demostrar a todo el mundo que aún puede ganar una gran carrera y que no necesita jubilarse. En esta ocasión, el famoso bólido de carreras tendrá que enfrentarse a una nueva generación de corredores más jóvenes, potentes y veloces, que amenaza con cambiar el deporte de su vida. Entre ellos está el competitivo y revolucionario Jackson Storm, que no se lo pondrá nada fácil.
Ricky Bobby se introduce por primera vez en los circuitos de carreras como “jackman” para el descuidado piloto Terry Cheveaux y, accidentalmente, consigue su gran oportunidad para pilotar cuando Cheveaux hace una parada no programada en una carrera para zamparse un sándwich de pollo. Ricky salta dentro del coche y... empieza la balada de Ricky Bobby.
