汽车世界中，一年一度的活塞杯再次拉开序幕。红色跑车“闪电”麦坤和“冠军”、“路霸”是冠军最有力的竞争者。作为新人，麦坤具有极高的天赋，同时也是一个目空一切的家伙。经过紧张激烈的对抗，这三辆车同时冲过终点线。由于无法判定最终优胜者，组委会决定一个月后在加州洛杉矶召开一次只有这三辆车参加的殊死战，只有最后的胜者才能捧得活塞杯。

片中，男主角马诺洛（墨西哥演员迭戈·鲁纳配音），要击败情敌华金（查宁·塔图姆配音），赢得爱人玛利亚（佐伊·索尔达娜）的芳心。为此，他不但必须在剑术上胜过马诺洛，以及击剑高手玛利亚本人，还得穿越“铭记之地”（The Land of the Remembered），抵挡种种诱惑，重回人间。
　　影片瑰丽斑斓，色彩丰富，充满墨西哥文化元素。墨西哥人认为，死亡是生命的归宿，也是新生的开始。每年11月的前两天为传统节日“鬼节”（Dia de Muertos），全国都要隆重庆祝，带着面具到处游玩，面包和糖果都装饰着骷髅的形象。片中“铭记之地”的色彩、乐器乃至食物，以及马诺洛的骷髅造型，都从“鬼节”的传统习俗中汲取灵感。

开发出新能源的迈尔斯伯爵召开世界杯赛车大奖赛，各路好手纷纷云集，独独缺了活塞杯霸主闪电麦昆（黄磊 配音）。原来他刚好回到温泉镇，与好哥们板牙（范伟 配音）、女友莎莉享受快乐的假期。由于意大利方程式赛车法拉斯·高的挑衅，当然也有吃醋的原因，麦昆最终同意参加世界杯，并带着板 牙等好友一同周游世界。在日本站比赛的前一天，板牙偶然结识了英国特工迈克飞弹和霍莉（姚晨 配音），他们正在追查一支犯罪团伙的新动向。板牙阴差阳错被霍莉当作美国来的接头特工，由此卷入了麻烦之中。在次日的比赛中，麦昆与法拉斯·高竞争激烈，与此同时不断有选手意外爆缸，板牙则撞见迈克和神秘组织火并的场面。

库科是一只墨西哥小鹦鹉，它宁愿模仿电视上超级鹦鹉英雄埃尔·阿美利加诺的疯狂特技，也不愿在家庭鸟类马戏团帮忙做家务。然而，当一群恶霸鸟威胁到它的父亲，并接管了马戏团时，库科踏上了一段滑稽而危险的旅程，前往好莱坞，寻求英雄的帮助，却发现自己内心深处其实也隐藏着真正的英雄。

特工格雷格里奥（安东尼奥•班德拉斯 Antonio Banderas 饰）和英格丽德（卡拉•古奇诺 Carla Gugino 饰）是世界上最顶尖的特工，两人在一次任务中相遇，然后就一发不可收拾的堕入了爱河，从此世界上就少了两名出色的特工，多了一个幸福的家庭。一晃眼九年过去了，平静的世界再起波澜，格雷格里奥以前的战友们一个接一个神秘失踪，这一定是阴谋分子又在兴风作浪。无奈之下，格雷格里奥和英格丽德只好再度出马，不料两人亦同样遭到绑架！这下，重担只能落在两个从小生长在特工之家的小鬼卡门（亚历克斯•维加 Alexa Vega 饰）和朱尼（达里尔•沙巴拉 Daryl Sabara 饰）身上，我们的特工神童出征了。