おもちゃの世界で再び繰り広げられるのは、いつまでも忘れられない心温まる愉快な物語。新しい冒険に繰り出すのはウッディ、バズ・ライト「カーズ」の世界観が今度は飛行機の世界へ。空のように大きな夢を持つ農薬散布機ダスティが人生で一度のチャンスをつかみ、トップ・レーサーたちが集う世界一周レースに参加する。ダスティは思いやりがある飛行機だが、2つの大きな問題を抱えていた。スピードを出すように設計されていないし、高いところが苦手なのだ。ヒーローとはほど遠いダスティが自分でも想像していなかった大きなチャンスができた今、挑戦の時がきた。仲間に助けられながら、ダスティは勇気を振り絞って大空に飛び立ち、性能を超える力を発揮する。