《赛车总动员》讲述了汽车世界一年一度的活塞杯再度开赛的故事。红色跑车“闪电”麦坤、冠军和路霸，都是最有希望夺冠的选手。作为初出茅庐的新人，麦坤天赋过人，却也因此变得骄傲自负。经过一番紧张激烈的角逐，三辆车几乎同时冲过终点，赛事组委会无法判定最终胜者，只得决定一个月后在加州洛杉矶举行一场仅由他们参加的决胜赛，最后获胜者才能捧起活塞杯。
信心十足的麦坤和搭档拖车麦大叔提前踏上了前往洛杉矶的旅程。然而，长时间疲劳驾驶让麦大叔不慎把麦坤落在了半路。独自上路的麦坤一路东闯西撞，意外来到一座被众车遗忘的城镇——油车水镇。为了躲避警长追捕，他还撞坏了小镇的道路。经过法官哈迪逊韩大夫和律师保时捷莎莉的裁决，麦坤被迫留下修路。短短几天的相处，让他逐渐融入小镇生活，也与美丽的莎莉产生了感情。然而，道路终究会修好，尚未结束的比赛仍在等待着他。
