Mike y Sulley están de vuelta en la Monstruos University para un fin de semana lleno de diversión con sus hermanos de fraternidad Oozma Kappa. La banda va a dar su primera fiesta, pero nadie va a aparecer. Afortunadamente para ellos, Mike y Sulley han ideado un plan para asegurarse de que Fiestódromo sea la fiesta más épica que la universidad haya visto jamás.

Cuando un reloj aterriza en el motor de Mate, este viaja atrás en el tiempo hasta 1909, donde conoce a Stanley, un coche joven y ambicioso en su camino a California. Con la ayuda de Rayo McQueen, Mate altera la historia convenciendo a Stanley para quedarse y construir Radiator Springs.