Star racecar Lightning McQueen og den enestående anhængerplov Mater tager deres venskab til spændende nye steder, når de tager til udlandet for at konkurrere i verdens første World Grand Prix for at afgøre verdens hurtigste bil. Men vejen til mesterskabet er fyldt med masser af huller i vejen, omveje og sjove overraskelser, når Mater bliver fanget i et fascinerende eventyr af hans eget: international spionage.