اندی اکنون به 17 سالگی رسیده و تا سه روز دیگر وارد دانشگاه می‌شود. تمام اسباب‌بازی های او نگران آینده نامعلوم خود هستند و از اینکه اندی آنها را ترک می‌کند ناراحت هستند، اما...

داستان در مکانی اتفاق می افتد که اسباب بازی ها بعد از تعطیلات کریسمس، خود را در قلمرویی غیر معمول با گروهی از شخصیت های اکشن جدید و هیجانی میابند. آنها باید با کمک یکدیگر، راه برگشت به خانه و اتاق بچه را پیدا کنند...

اسباب بازی ها به سفری در جاده می روند اما اتفاقی ناخواسته آن ها را به یک متل کنار جاده ای هدایت می کند. بعد از اینکه یکی از اسباب بازی ها گم می شود، سایر آن ها به دنبالش می گردند. اما آن ها متوجه گیر افتادن در مسئله ای مرموز و هولناک می شوند و...

وودی توسط یک جمع کننده اسباب بازی دزدیده میشود. اکنون باز و اسباب بازی‌های دیگر باید او را سریع‌تر نجات دهند، وگرنه ممکن است او در ژاپن فروخته شود و دیگر نتوانند دوباره او را ببینند.

اندی پسربچه ایست که کلی اسباب بازی دارد و درمیان آنها وودی کلانتر را بیشتر دوست دارد و با او بازی می‌کند. در دنیای اسباب بازی‌ها وودی از همه محبوب تر است. در جشن تولد اندی، او یک آدم فضایی به نام باز لایتیر هدیه می‌گیرد. حالا اندی باز را بیشتر از همه اسباب بازی‌ها دوست دارد. وودی در جمع اسباب بازی‌ها محبوبیت خود را از دست داده‌است و این امر باعث درگرفتن رقابتی شدید بین باز و وودی شده است.

جنگ جهانی دوم. گروهی از سربازان آمریکایی به درون خطوط دشمن نفوذ می کنند، تا گنجینه ای که نازی ها انباشته کرده اند را بدزدند...