Lightning McQueen ist ein alter Hase im Rennzirkus. Doch obwohl er von einer neuen Generation Rennwagen mehr und mehr ins Abseits gedrängt wird, will der rote Flitzer vom Ruhestand nichts wissen, vielmehr steckt er sich ein neues ehrgeiziges Ziel: Er will das Piston-Cup-Rennen gewinnen und den Jungspunden zeigen, dass er immer noch das Zeug zum Sieger hat. Doch vor allem der blitzschnelle Newcomer Jackson Storm ist für Lightning McQueen ein ernstzunehmender Gegner und mit etlichen technischen Spielereien ausgestattet, über die McQueen nicht verfügt. Und so holt er sich Hilfe von der jungen Renntechnikerin Cruz Ramirez: Sie soll ihn trainieren und ihm die neuesten Tricks aus dem Rennzirkus beibringen. Und sie hat auch schon ein paar Ideen, wie sie Lightning zurück in die Spur helfen kann...

Jeden Tag spielt sich in Haushalten auf der ganzen Welt derselbe Vorgang ab: Haustierbesitzer lassen ihre Schützlinge zu Hause für den Arbeitstag zurück. Zwar sind längst nicht alle damit einverstanden, sich Pfötchen drehend der Langeweile hinzugeben. Aber ein so treuer Hund wie Max kann es einfach nicht erwarten, seine Katie wiederzusehen und so bezieht er direkt vor der Wohnungstür Stellung. Doch eines Tages bringt sie einen neuen Freund für Max mit, den pelzigen Duke. Zwei Hunde in einem Haushalt sind definitiv einer zu viel - zumindest sieht das Max so. Aber eines Tages werden sie bei einem Ausflug von Hundefängern geschnappt und weggebracht. Zum Glück machen sich zahlreiche ihrer Freunde auf, sie zu finden und zu retten. Unterdessen lernen die zwei Hunde das teuflische Häschen Snowball kennen, das ganz eigene Pläne schmiedet ...

Durch eine Verkettung unglücklicher Umstände kommt es den Chipmunks zu Ohren, dass Dave seiner neuen Freundin in New York einen Heiratsantrag machen will. Durch ein Missverständnis glauben die drei singenden Nager plötzlich, dass Dave seine drei tierischen Freunde gegen eine feste Beziehung mit seiner Angebeteten eintauschen - sie also loswerden - will. Kurzerhand begeben der mutige Alvin, der schlaue Simon und der kleine Theodore sich also auf einen dreitägigen Road Trip nach New York City, um die drohende Verlobung zu verhindern.