Saetta McQueen è una giovane e ambiziosa auto da corsa (nel film è di sesso maschile) impegnata a correre nella Piston Cup, il più prestigioso campionato automobilistico degli Stati Uniti. I suoi rivali sono "The King", pluricampione dalla grande esperienza, e Chick Hicks, eterno secondo incline a scorrettezze pur di vincere. Durante il trasferimento in California per lo spareggio, percorrendo l'autostrada (nel film si fa riferimento alla Interstate 40, che si trova in Arizona), nel mezzo della notte mentre sta dormendo a bordo del suo camion-assistente Mack, Saetta viene sbalzato fuori dal suo motorhome e, nel tentativo di raggiungere l'autoarticolato, sbaglia un'uscita e finisce sulla famosa Route 66, si perde e approda a Radiator Springs - contea di Carburator, un tempo fiorente cittadina grazie al passaggio sulla famosa strada e ora cadente rudere "tagliato fuori" dalla nuova autostrada. Credendosi sull'autostrada infrange i limiti di velocità e confondendo gli scoppi del motore dell'auto della polizia con degli spari combina molti danni distruggendo anche l'asfalto della strada principale finendo poi per essere arrestato. Dopo il processo è condannato dal severo giudice (nonché medico-meccanico) della città, "Doc" Hudson, a riparare la strada, costringendolo così a fermarsi nella piccola cittadina per quasi una settimana. Saetta fa pian piano amicizia con i bizzarri abitanti di Radiator Springs che lo aiuteranno a partecipare alla gara a cui teneva tanto e gli faranno capire cosa vuol dire l'amicizia vera.

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