Malcolm Blanchard

오붓한 휴식을 취하려던 맥퀸의 소망과 달리, 단짝인 견인차 메이터의 오지랖으로 또다시 세계 그랑프리 대회에 참가하게 된다. 석유가 아닌 대체연료 알리놀을 사용해야 하는 이 대회에서 맥퀸이 강력한 경쟁 상대인 프란체스코와 대립의 각을 세우는 사이, 메이터는 뜻하지 않게 국제적인 첩보전에 휘말린다. 영국 최고의 스파이 핀 맥미사일과 아름다운 초보 스파이 홀리 쉬프트웰이 메이터를 미국 스파이로 오해하면서 사건은 걷잡을 수 없이 커지는데...

화려한 성공과 갈채를 꿈꾸는 주인공 라이트닝 맥퀸은 경주에서 성공하는 것만이 인생의 모든 것이라 생각하는 타오르는 청춘. 하지만 피스톤 컵 챔피온쉽에 참가하기 위해 달리던 중 경쟁과 함성과는 동떨어진 래디에이터 스프링스란 한적한 시골로 들어서게 된다. 이제는 지도에 조차 표시되지 않는 한적한 66번 국도. 조용하지만 다양한 캐릭터들이 큰 열정을 간직하고 있는 이곳에서 맥퀸은 미스터리한 과거를 지닌 닥 허드슨과 샐리, 그리고 메이터를 만나게 된다. 그들을 통해 인생이란 목적지가 아닌, 여행하는 과정 그 자체이며 명성과 스폰서, 트로피 뒤에 가려진 소중한 가치를 깨닫게 되는데...

밥 파는 한때 미스터 인크레더블이라는 이름으로 불리며 보이지 않는 곳에서 악의 무리들을 일망타진하던 슈퍼히어로 가정의 든든한 버팀목이자 정신적 지주인 그는 슈퍼히어로였다가 외압에 의하여 평범한 아버지이자 남편으로 바뀐 자신의 변신을 받아들이기 힘들어한다. 그러던 어느 날 집으로 돌아온 그에게 출처를 알 수 없는 지령이 떨어진다. 출동할 곳은 본토와 아득히 떨어진 섬, 특명을 내린 사람을 알 수 없는 1급 비밀작전. 은퇴한지 15년, 이미 몸은 초강력 허리띠조차 튕겨버릴 정도로 망가져버린 그가 다시 빛나는 영웅으로 복귀할 수 있을지...

앤디가 카우보이 캠프에 간 동안 앤디의 어머니는 벼룩 시장을 열고 앤디의 장난감 중 위지가 팔려가게 될 운명이 되자 우디가 위지를 구하러 간다. 그러나 우디는 토이 수집가 알에게 유괴당한다. 우디는 원래 제시와 스팅키와 한 세트로 셋이 모이면 일본의 토이 박물관에 갈 수 있다. 알은 우디를 새 것처럼 고쳐주고 제시와 스팅키는 우디와 함께 박물관으로 갈 것을 우디에게 요청한다. 앤디와 친구들을 생각하며 처음엔 거절했으나 우디는 그들과 함께 박물관으로 가기로 한다. 그러나 이 사실을 모르는 버즈와 토이 친구들은 구조대를 결성해 우디를 구하러 가는데...