Saetta McQueen ha un nuovo rivale: è Jackson Storm, un'auto da corsa di ultima generazione allenata su simulatori di gara avanzatissimi. Il consenso generale è che per Saetta sia arrivata l'ora di appendere i pneumatici al chiodo e ritirarsi in buon ordine, andando a raggiungere le vecchie glorie del passato. Mai come in questo momento ha bisogno dei consigli del suo mentore Doc Hudson e dell'amicizia di Cricchetto e Sally: ma se questi ultimi gli sono vicini, Doc è una presenza confinata nel cuore e nella memoria. Nuovi alleati però appariranno lungo la strada della rivincita, prima fra tutti Cruz Ramirez.