In Cars 2 steken super race-auto Bliksem McQueen en zijn beste vriend Takel de grote oceaan over om te racen tijdens de allereerste Grand Prix in de wereld
De race moet bepalen wie de snelste raceauto ter wereld is. Maar de weg naar succes blijkt boordevol valkuilen, omleidingen en hilarische verrassingen te zitten, wanneer Takel in een internationaal spionnenavontuur verzeild raakt. Takel bevindt zich met het ene wiel in de belangrijke race van Bliksem McQueen en met het andere wiel in een super geheime spionagemissie. Hij komt in een explosieve achtervolging terecht wat hem dwars door de straten van Japan en Europa leidt.
Naast de bliksemsnelle actie is er in Cars 2 een kleurrijke nieuwe auto-cast toegevoegd bestaande uit onder andere geheime agenten, gevaarlijke boeven en internationale race concurrenten.
John Lasseter keert terug in de bestuurdersstoel en regisseert het nieuwe vervolg op Cars (Winnaar Golden Globe® in 2006). Cars 2 wordt mede-geregisseerd door Brad Lewis (producent van de Oscar® winnende film Ratatouille) ze worden bijgestaan door visuele effecten expert Denise Ream (co-producent Up; eind-producent visuele effecten Star Wars:Episode III-Reveng of the Sith).