Flash McQueen, une splendide voiture de course toute neuve promise au succès, découvre que dans la vie, ce n'est pas de franchir la ligne d'arrivée qui compte, mais le parcours que l'on a suivi. Parti pour participer à la prestigieuse Piston Cup, il atterrit suite à une déviation dans la petite ville tranquille de Radiator Springs, sur la Route 66.

Depuis la nuit des temps, au cœur des terres sauvages et mystérieuses des Highlands d’Écosse, récits de batailles épiques et légendes mythiques se transmettent de génération en génération. Merida, l’impétueuse fille du roi Fergus et de la reine Elinor, a un problème… Elle est la seule fille au monde à ne pas vouloir devenir princesse ! Maniant l’arc comme personne, Merida refuse de se plier aux règles de la cour et défie une tradition millénaire sacrée aux yeux de tous et particulièrement de sa mère. Dans sa quête de liberté, Merida va involontairement voir se réaliser un vœu bien malheureux et précipiter le royaume dans le chaos. Sa détermination va lui être cruciale pour déjouer cette terrible malédiction.

Tout le monde connait désormais Martin, le tracteur ami de Flash McQueen. Ce qu'on ne sait pas, c'est que Martin a déjà vécu des histoires extraordinaires mais les a-t-il vraiment vécues ou les a-t-il inventées ?

En regardant la lune, Martin se remémore la fois où il y avait été envoyé par la NASCA (National Automotive Space Car Association). Flash est très septique et imagine mal comment Martin a pu se retrouver dans une fusée.

Un vieux shérif retourne sur les lieux d'un accident qu'il a passé sa vie à oublier. A chacun de ses pas, un flot de souvenirs lui revient. Alors qu'il fait à nouveau face à son erreur, il doit trouver la force de passer à autre.

Woody a toujours privilégié la joie et le bien-être de ses jeunes propriétaires – Andy puis Bonnie – et de ses compagnons, n’hésitant pas à prendre tous les risques pour eux, aussi inconsidérés soient-ils. L’arrivée de Forky, un nouveau jouet qui ne veut pas en être un dans la chambre de Bonnie, met toute la petite bande en émoi. C’est le début d’une grande aventure et d’un extraordinaire voyage pour Woody et ses amis. Le cowboy va découvrir à quel point le monde peut être vaste pour un jouet…