En un vibrante barrio de Shanghái, un joven llamado Din anhela más que la vida monótona que lleva. Desde que era un niño, ha soñado con reunirse con su mejor amiga de la infancia, Lina, pero la vida ha intervenido y los caminos de ambos parecen estar demasiado distantes. Un día, mientras explora un mercado antiguo, Din se topa con un extraordinario dragón de la lámpara, un ser mágico que puede concederle tres deseos. Emocionado, Din formula su primer deseo: recuperar la amistad de Lina.

En un mundo donde la velocidad es todo, el icónico auto de carreras Rayo McQueen se enfrenta a un desafío inesperado que lo hace cuestionar su lugar en el competitivo mundo de las carreras. Tras un accidente devastador que lo deja fuera de combate, Rayo se da cuenta de que su tiempo en la pista podría estar contándose y que las nuevas generaciones de corredores, como el rápido y moderno Jackson Storm, están dominando el escenario.

En un día aparentemente normal, la Casa Blanca se convierte en blanco de un ataque terrorista altamente coordinado. Un grupo de mercenarios armados, liderados por un astuto y despiadado líder, logra infiltrarse en el complejo presidencial, tomando como rehenes a los miembros del gobierno y, por supuesto, al propio presidente de Estados Unidos. La situación es crítica y el caos impera, ya que los terroristas tienen un plan devastador de proporciones catastróficas.