Hoog boven de wereld van Cars vliegt Planes, met in de hoofdrol Dusty: een razendsnel sproeivliegtuigje dat er van droomt om mee te doen aan de allerspannendste luchtrace rond de wereld. Maar Dusty is niet gebouwd om te racen en heeft ook nog eens hoogtevrees. Ondanks zijn angst en met een beetje aanmoediging van zijn mentor, een ervaren marinepiloot, weet Dusty zich voor de grote race te kwalificeren. Dusty's moed wordt behoorlijk op de proef gesteld wanneer hij hoogten bereikt waar hij nooit van had gedroomd en in een magische wereld naar de sterren reikt.