라이트닝 맥퀸은 24세의 나스카 레이싱에 나가고 있는 자동차였다. 그러던 어느 날, 만년 2등 레이싱카 칙 힉슨과 68세 경주 자동차 킹과 같이 공동 1등을 하였다. 그래서 그 3명들은 다음날, 1등을 판정내기 위한 시합을 하게 된다. 그런데, 라이트닝 맥퀸은 도중 가다가 맥퀸을 싣고 있는 차 맥이 불량 차들에 의해서 자게 되고, 문이 열러 맥퀸은 도로에 있다가 차 소리에 깨어나 작은 스프링스 마을에 오게 되면서 여러 친구들을 사귄다. 그 동안 도로 포장하기, 미션 수행 등을 하면서, 마을과 정들게 된다. 그러던 어느날 밤, 닥 허드슨이 전화해서 온 레이싱 헬리콥터가 맥퀸을 찾아 다시 경주장으로 데려온다. 맥퀸이 속해 있는 팀은 스프링스 팀으로 바뀌고, 관중들을 놀라게 한다. 맥퀸은 레이싱을 하고 있었는데, 칙 힉슨이 킹을 팍 밀어 킹은 부서지고 말았다. 그래서 맥퀸은 1등을 포기하고, 킹을 끌로 와 결승섬에 온다. 관중들은 이 모습에 환호했고, 칙 힉슨은 거들떠보지도 않았다. 그 후, 작은 스프링스 마을은 다시 북적거린다.
여기서 스포일러가 끝납니다.
주인공
경주 차
러스트 에즈 팀
라이트닝 맥퀸 - 24세의 신인 경주차로, 1등 판정 레이싱에 출천하던 중, 불량배 차들이 맥을 괴롭혀 레디에이터 스프링스라는 작은 마을에 와서 여러 가지를 배운다.
맥 - 라이트닝 맥퀸을 실어 나르는 큰 트럭이다.
하브 - 라이트닝 맥퀸의 매니저이다.
다이노코 팀
스트립 위터 - 68세의 자동차로, 1등 판정 레이싱을 마지막으로 은퇴했다.
텍스 - 다이노코 팀의 사장이다.
다이노코 걸, 트럭, 헬리콥터 - 다이노코 팀의 팀원들이다.
기타
칙 힉스 - 만년 2등 경주차로, 1등 판정 레이싱에서 우승을 했다.
'미아, 티아 - 맥퀸의 팬이며, 맥퀸이 스프링스 마을에서 와 1등 판정 레이싱을 할 때에는 칙 힉스의 팬인 쌍둥이이다.
대럴, 밥 - 피스톤 컵 중계자 아나운서이다.
다일 주니어 - 평범한 피스톤 컵 경주차이다.
프레드 - 오래되어 녹슨 차이다.
불량배 차들 - 부스트, 윙고, 스놋, DJ로 이루어진 불량배 차들이며, 튜닝을 했고, 함께 어울려 다닌다.
레디에이터 스프링스 마을 주민
메이터 - 견인차로, 라이트닝 맥퀸과 친해진다.
샐리 - 라이트닝 맥퀸이 알게 되는 포르쉐 카레라로, 도시 생활에 싫증나서 떠돌다가 여기로 오게 됐다.
닥 허드슨 - 54년 피스톤 컵 레이싱을 앞두고 사고가 나 출천이 보류되다 다시 출천한 뒤, 그만둔 판사이다.