Cuando Andy se va de campamento dejando solos a los juguetes, Al McWhiggin, un compulsivo coleccionista de juguetes valiosos, secuestra a Woody. Buzz Lightyear y el resto de los juguetes de Andy deberán actuar con rapidez para rescatarlo, poniéndose al frente de una operación de rescate durante la cual se enfrentarán a múltiples peligros y divertidas situaciones.

Sabiendo que su dueño Andy, que ya no es un niño, se prepara para ir a la universidad, el vaquero Woody, el astronauta Buzz y el resto de sus amigos juguetes comienzan a preocuparse ante su incierto futuro. Efectivamente todos acaban en una guardería, donde por ejemplo la muñeca Barbie conocerá al guapo Ken. Esta reunión de nuestros amigos con otros nuevos juguetes no será sino el inicio de un montón de trepidantes y divertidas aventuras.