Dusty não foi propriamente feito para participar em corridas aéreas e ainda por cima tem medo de alturas. Por isso, recorre a Skipper, um aviador naval, que ajuda Dusty a qualificar-se para competir com Ripslinger, o detentor do título de campeão do circuito de corridas. A coragem de Dusty é posta à prova quando ousa alcançar alturas que nunca imaginara possíveis, inspirando-o a voar mais alto.

O astro das corridas, Relâmpago McQueen, e o carro-guincho, Mate, viajam para disputar o primeiro Grand Prix Mundial, que irá revelar o carro mais veloz do planeta. Nessa jornada imperdível, Mate se envolve com um grupo de espionagem e vive grandes aventuras com seus amigos.