I denne fartsfylte filmen ser vi en ny bølge av neste generasjons high tech racerbiler innta Piston Cup. Ledet av en sleip utfordrer dyttes legendariske Lynet stadig lenger bakover i feltet. I den tøffe konkurransen må Lynet McQueen finne nye allierte for å hente inspirasjon. Klarer han å finne mot i seg selv for å gjøre comeback på bilracingens største scene?

Max er i ferd med å starte sitt nye drømmeliv på college hvor både kunnskap og sport står på timeplanen. Men også total frihet – nå får han endelig stå på egne ben uten å måtte ha sin kønete pappa ved sin side! Men når Langbein får sparken og tvinges til å ta en ordentlig utdannelse, havner han på samme skole som sønnen. Max sine drømmer forvandles snart til et mareritt når Langbein tar den helt ut med sin pinlige 70-tallsstil, slengbukser og diskodans. Det blir ikke bedre når han ufrivillig blir dratt inn i idrettens verden, hvor han blant annet forsøker å blir mester på skateboard…