Zygzak McQueen i jego wierny przyjaciel Złomek wracają w jeszcze szybszej, jeszcze głośniejszej, ekscytująco wysokooktanowej drugiej części „Aut”.
Tym razem przyjaciele będą potrzebowali paszportów gdyż wybiorą się na wyprawę w świat pełen intryg i komicznych eskapad i zapierających dech w piersiach wyścigów, a wszystko to w 3D!

Zygzak McQueen trzy razy wygrał wyścig Piston Cup Championship w Kalifornii. Nadal mieszka w Chłodnicy Górskiej przy autostradzie 66, przyjaźni się ze Złomkiem i pozostałymi autami. Otrzymuje propozycję udziału w pierwszym wielkim światowym Grand Prix, podczas którego ma zostać wyłoniony najszybszy samochód świata. Zawody odbywają się w Japonii i kilku krajach Europy. W podróży towarzyszy mu wierny kumpel Złomek, który nie ma obycia w świecie i zaczyna irytować McQueena. W dodatku Złomek zostaje wzięty przypadkowo za amerykańskiego tajnego agenta. Wraz z brytyjskim szpiegiem Seanem McMission wpada na trop spisku związanego z wyścigami. Tymczasem Zygzak musi sobie dać radę z groźnymi sportowymi przeciwnikami, z zadufanym Francesco Paltegummim na czele. 

Legenda wyścigów Zygzak McQueen nadal mieszka w Chłodnicy Górskiej przy autostradzie 66 i przyjaźni się ze Złomkiem. Pewnego dnia niepokonany Zygzak otrzymuje kuszącą propozycję. Zostaje zaproszony do udziału w prestiżowych zawodach World Grand Prix, które mają wyłonić najszybsze auto świata. McQueen wyrusza w towarzystwie Złomka w pełną przygód podróż, podczas której zmierzy się z groźnymi rywalami, w tym z aroganckim Francesco Bernoullim. Jego kompan też nie będzie narzekał na nudę. Przypadek sprawi, że zostanie wzięty za szpiega.

Gwiazda wyścigów Zygzak McQueen i jego niezrównany towarzysz Złomek opuszczają na jakiś czas Chłodnicę Górską, by po drugiej stronie globu wystartować w pierwszej edycji World Grand Prix, zawodów, które mają wyłonić najszybszego zawodnika na świecie. Lecz droga do zwycięstwa staje się dziurawa, pełna objazdów i kosmicznych niespodzianek po tym, jak Złomek wplątuje się w międzynarodową intrygę szpiegowską...