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Dans ce film, Flash McQueen, une voiture de course arrogante et talentueuse, participe à la course finale de la saison de la Piston Cup en compagnie du légendaire pilote Strip Weathers (le King) et du tricheur Chick Hicks. Lors de la course, McQueen prend la tête après un incident, mais ses pneus éclatent dans le dernier tour, permettant au King et à Chick de le rattraper. Les trois voitures franchissent la ligne d'arrivée en même temps, ce qui nécessite une nouvelle course pour les départager. McQueen est déterminé à gagner pour obtenir un contrat de parrainage avec Dinoco et devenir un grand champion.