لایتنینگ مک‌کوئین و ماتر این بار از رادیاتور اسپرینگز بیرون می‌زنند و سفری جاده‌ای را آغاز می‌کنند که مقصد آن دیدار خواهر ماتر است. مسیر طولانی باعث می‌شود هر قسمت آن‌ها را وارد محیطی تازه کند؛ از جاذبه‌های کنار جاده و سیرک خودروها گرفته تا رقابت‌های عجیب، مکان‌های تاریخی و موقعیت‌هایی که با منطق آشنای دنیای «ماشین‌ها» بازآفرینی شده‌اند. ماتر با هیجان همیشگی‌اش معمولاً اولین کسی است که وارد دردسر می‌شود و مک‌کوئین، با وجود تردید، ناچار می‌شود همراه او پیش برود. ساختار مجموعه اپیزودیک است، اما سفر مشترک دو دوست خط پیونددهنده قسمت‌ها باقی می‌ماند. «ماشین‌ها در جاده» بیش از آنکه ادامه‌ای مستقیم برای مسابقات بزرگ مجموعه باشد، یک ماجراجویی سبک و خانوادگی درباره دوستی در مسیر است؛ فرصتی برای دیدن شخصیت‌های آشنا خارج از شهر همیشگی‌شان و برخورد آن‌ها با آدم‌ها، رسم‌ها و خطرهای جدیدی که هر توقف برایشان به همراه می‌آورد. در طول سفر.