Monstropolis est une petite ville peuplée de monstres dont la principale source d’énergie provient des cris des enfants. Monstres & Cie est la plus grande usine de traitement de cris de la ville. Grâce au nombre impressionnant de portes de placards dont dispose l’usine, une équipe de monstres d’élite pénètre dans le monde des humains pour terrifier durant la nuit les enfants et récolter leurs hurlements. Le Terreur d’élite le plus réputé de Monstres & Cie s’appelle Jacques Sullivent, alias Sulli. C’est un monstre cornu de 2m40 de haut à la fourrure bleu-vert tachetée de violet. Une nuit, alors qu’il se trouve à l' »Etage de la Terreur », il s’aperçoit qu’une porte de placard n’a pas été fermée correctement. Pour vérifier que tout est en place, il l’ouvre, permettant sans le vouloir à Bouh, une petite fille, de pénétrer dans son monde.

La célèbre voiture de course Flash McQueen et l'incomparable dépanneuse Martin quittent Radiator Springs pour courir le tout premier Grand Prix mondial qui sacrera la voiture la plus rapide du monde. Mais la route est pleine d'imprévus, de déviations et de surprises, surtout lorsque Martin se retrouve entraîné dans une affaire d'espionnage international !

Dépassé par une nouvelle génération de coureurs auto emmenés par l'arrogant Jackson Storm, le légendaire Flash McQueen est soudain mis sur le bas-côté. Pour revenir dans la course, il aura besoin de la jeune technicienne Cruz Ramirez, de l'inspiration du fabuleux Hudson Hornet et de quelques rebondissements inattendus et tours du destin.

Un champion de course, Flash McQueen vit à cent à l'heure jusqu’à ce qu’un détour le mène à Radiator Springs, une petite ville oubliée sur la Route 66. Il y rencontre Sally, Martin, Doc Hudson et un tas de personnages amusants qui l’aident à découvrir que la vie vaut plus que les trophées et la célébrité.

Une mission de dépannage conduit Martin à Tokyo, où il va participer à une course de drift contre un dangereux chef de gang et sa bande de ninjas. Avec l'aide de Flash McQueen, surnommé 'Dragon' et grâce à quelques modifications, Martin va tenter de remporter la victoire et de devenir 'Tow-ke-O Martin, roi des drifteurs'. Issue de la série "Cars Toons : Martin se la raconte".

Tout le monde connait désormais Martin, le tracteur ami de Flash McQueen. Ce qu'on ne sait pas, c'est que Martin a déjà vécu des histoires extraordinaires mais les a-t-il vraiment vécues ou les a-t-il inventées ?

Guido se découvre un talent caché pour agiter les panneaux publicitaires routiers.