Rennwagen Lightning McQueen ist überzeugt, dass ihm niemand das Wasser reichen kann: Schnell und zuverlässig fährt er stets als Erster über die Ziellinie. Beim ersten World Grand Prix will er der ganzen Welt sein Können beweisen. Gemeinsam mit seinem besten Freund Hook, dem Abschleppwagen, und seinem Team macht er sich auf den Weg zu dem internationalen Rennen, bei dem die besten Fahrer der Welt gegeneinander antreten.

Doch während Lightning McQueen sich auf den wichtigsten Wettbewerb seiner Karriere vorbereitet, gerät Hook unerwartet in eine internationale Spionageaffäre. Schafft er es, seinen Freund im Rennen zu unterstützen und zugleich den geheimen Spionagering aufzudecken?