Привыкший всегда мчать на полной скорости и быть во всем первым герой автотрека Молния Маккуин теперь живет лишь воспоминаниями о своем триумфальном гоночном прошлом. Вместе с верным другом стареньким эвакуатором Мэтром он проводит дни, вспоминая былые приключения и победы, надеясь, что судьба подарит ему еще шанс проявить себя. Узнав, что Мэтр собирается отправиться на свадьбу своей сестры, Маккуин решает, что это отличный повод немного развеяться. Он напрашивается к Мэтру в компанию и вскоре приятели покидают Радиатор-Спрингс, чтобы успеть к предстоящему торжеству, еще не зная, каким приключением обернется их затея. Маккуину и Мэтру предстоит длинный путь через всю страну на восток Америки.

Но даже не расстояние окажется главным испытанием для приятелей. Не раз попадавших в передряги друзей и на этот раз ждут приключения, порой увлекательные, порой - опасные. Молнию и его мудрого друга ожидают встречи с настоящими машинами-динозаврами и даже страшными призраками, от которых приятелям придется быстро удирать. Маккуин и Мэтр побывают в волшебном цирке, снова испытают свои силы в автогонках и даже проедутся по высохшему соляному озеру. В общем, попасть на свадьбу без приключений у друзей не получится. Но они этому только и рады.