Cuando Mate consigue a su mejor amigo Rayo McQueen un lugar en el primer Grand Prix Mundial, se le da el trabajo de jefe de equipo de boxes. Pero mientras se encuentran en Japón, Mate se cruza con Holly Shiftwell, un espía en busca de un espía estadounidense. Pensando que la grúa es el espía, Holly y su compañero Finn McMissile, llevan a Mate alrededor del mundo para encontrar y detener un plan maligno creado por los ?lemons', viejos autos considerados feos.