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。

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。

1937年，上海沦陷，出身外交世家的普济州因不满与姚素珍指腹为婚，在其婚礼上，竟然当场逃婚，辗转至中国驻奥地利维也纳领事馆任职，并与其偶像――女小提琴家海伦雨中邂逅。1938年，奥地利被德国吞并，纳粹疯狂迫害犹太人，犹太人只有拿到外国签证，才可以逃离奥地利，但各国忌惮纳粹，以各种借口拒办签证，惟有中国驻维也纳领事馆，向犹太人敞开签证大门。普济州秉承总领事旨意，顶住重重压力，冒着巨大风险，与领事馆同仁一道为犹太难民办理通往中国上海的签证，尤其在独力执行“七人名单”绝密任务中，与以汉斯为代表的德国纳粹斗智斗勇、巧妙周旋，在犹太抵抗组织的配合下，历尽艰险，冲破重重险阻，将一个个大科学家找到并救出，展现了中华民族至情至善的人性光辉。