距上一次的冒险曾经过去11个岁首，转眼间安迪（约翰·莫里斯 John Morris 配音）酿成了17岁的阳光男孩。这年炎天，安迪行将起头大学生活，他必需将自己的房间收拾整洁留给妹妹。此前，伍迪（汤姆·汉克斯 Tom Hanks 配音）与巴斯光年（蒂姆·艾伦 Tim Allen 配音）等玩具一向期待安迪再和他们玩耍，可是随着岁月的流逝，他们被萧瑟在箱子里良久了。安迪非常珍惜这些童年的玩伴，因而预备将他们收在阁楼。谁曾想，妈妈却把玩具们看成废料扔到街道上。玩具们误解了安迪，因而愤然出走，宁可被捐赠到阳光之家幼儿园。
伍迪全力劝解朋友们，却见效甚微，只得独自黯然离开。巴斯光年他们本来以为将重新回到往昔的康乐时光，不意却陷入一场阴谋当中……
