征戰沙場多年，閃電麥昆（歐文·威爾遜 Owen Wilson 配音）早已成為經驗豐富【fù】的老將。對于現在的他來說，比賽更像與老友們的聚會，大家共同享受狂奔帶來的樂趣。然而這和諧的一幕很快被殘酷的現實打破，以風暴杰克遜（艾米·漢莫 Armie Hammer 配音）為代表的次世代高科技賽車相繼步入賽場，他們憑借更加優良的性能與高科技的組裝改造將老一代賽車一一淘汰，甚至包括王者麥昆。四個月后，傷愈的麥昆決定復出，而他也被合作多年的贊助商轉到了斯特林（內森·菲利安 Nathan Fillion 配音）麾下。接受從內到外的全新改造后，麥昆在教練科魯茲·拉米雷斯（克里斯黛拉·阿朗索 Cristela Alonzo 配音）的監督下展開訓練。然而他面臨著一項嚴峻的考驗，如果他不能在接下來的比賽中取得勝利，那么他必須從此退休。 希望渺茫，不服輸的麥昆能否重新取得勝利的榮光……