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Flash McQueen est une splendide voiture de course dernier cri, il découvre que dans la vie, franchir la ligne d'arrivée n'est pas l'essentiel, c'est le chemin parcouru qui compte !

Parti pour participer à la prestigieuse Piston Cup, où il devait affronter deux des meilleurs pros de la course, McQueen atterrit suite à une déviation dans la petite ville de Radiator Springs, sur la Route 66.

Il va faire la connaissance de Sally (une Porsche 2002 au châssis de rêve ),

Doc Hudson (une Hudson Hornet 1951 au passé mystérieux), et Martin (une dépanneuse rouillée mais à qui on peut faire confiance).
Tous vont l'aider à découvrir qu’il y a des choses plus importantes que les trophées, la gloire et les sponsors...