El aspirante a campeón de carreras Rayo McQueen está sobre la vía rápida al éxito, la fama y todo lo que él había soñado, hasta que por error toma un desvío inesperado en la polvorienta y solitaria Ruta 66. Su actitud arrogante se desvanece cuando llega a una pequeña comunidad olvidada que le enseña las cosas importantes de la vida que había olvidado.

Mate remolca un coche hasta Tokio, donde es desafiado a una carrera de derrapes (driftiing) contra un infame líder de pandillas y su grupo de ninjas. Con la ayuda de su amigo, 'Dragon' Lightning McQueen, y algunas modificaciones especiales, Mate intenta derrapar hasta la victoria y convertirse en Tow-ke-O Mate, Rey de todos los Drifters.

Ambientada en un mundo de realismo mágico, "Viento" ve a su abuela y a su nieto atrapados en un abismo interminable, recogiendo los escombros que los rodean para hacer realidad su sueño de escapar a una vida mejor.

Rayo McQueen y la adorable grúa Mate viajan al extranjero para participar en el primer Campeonato Mundial en el que se decidirá cuál es el coche más rápido del planeta. La primera escala es Tokio, Japón, donde Mate tendrá que convertirse en un espía secreto al verse envuelto sin saberlo en un caso de espionaje internacional, que le llevará a París y a Londres. Por si fuera poco, también vivirán una aventura de proporciones épicas al viajar a Porto Corsa, Italia, para disputar el primer Campeonato Mundial. La pareja tendrá que perderse las especialidades de la Riviera italiana -yates, playas y pasta al pesto- ya que Mate tiene que dar un rodeo en su misión de espionaje, mientras McQueen compite contra los mejores del mundo.