Sarja sijoittuu joitain vuosia Autot 3:n tapahtumien jälkeen, ja se seuraa Salama McQueenia ja hänen parasta ystäväänsä Marttia Yhdysvaltojen halki, kun he matkustavat itään osallistuakseen Martin siskon häihin. Jaksot kuvaavat hahmoja erilaisissa tilanteissa, esimerkiksi kun dinosaurusautot jahtaavat heitä. Sarja sijoittuu uusiin paikkoihin lukuisten uusien hahmojen kanssa, mukaan lukien heidän uusi ystävänsä Ivy, heidän kanssaan matkustava monsteriauto sekä vanhojen hahmojen paluu.