Cuando Rayo McQueen y Mate compiten en el Gran Premio Mundial, la carretera se llena de divertidas sorpresas... especialmente cuando Mate se ve atrapado en una aventura de espionaje internacional.

El aspirante a campeón de carreras Rayo McQueen está sobre la vía rápida al éxito, la fama y todo lo que él había soñado, hasta que por error toma un desvío inesperado en la polvorienta y solitaria Ruta 66. Su actitud arrogante se desvanece cuando llega a una pequeña comunidad olvidada que le enseña las cosas importantes de la vida que había olvidado.

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.

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.

Basado en su libro, Michael Waltrip relata las 500 Millas de Daytona de 2001 y la rápida transición de la alegría al duelo, cuando tomó la bandera a cuadros para ganar mientras Dale Earnhardt, su amigo y dueño del equipo, se estrelló en la curva 4 detrás de él. La muerte de Earnhardt y los acontecimientos de la carrera tuvieron un profundo efecto en Waltrip, que se muestra en este documental.