انیمیشن ماشین ها 3، دنباله‌ای بر ماجراهای مک کوئین افسانه‌ای است. نسل جدیدی از ماشین‌های سریع مسابقه‌ای به میدان آمده‌اند و مک کوئین را کاملا کنار زده‌اند. او در تلاش است که جای خود را دوباره در مسابقات پیدا کند اما این کار، بدون کمک یک تعمیرکار ماشین و نقشه بی‌نظیرش امکان‌پذیر نیست.