安迪已經(jīng)長大成人，正準備離家前往大學，展開新的生活。安迪舍不得巴斯和胡迪這些陪伴他十幾年的玩具，想把玩具們存入自家閣樓，但把胡迪留了下來。安迪媽媽錯把玩具們當成垃圾扔掉，玩具們卻誤以為安迪不要它們了。陰差陽錯地被捐到幼兒園的玩具們想象以后的美好生活，不愿與胡迪回去，胡迪只能一人離開。

幼兒園里不懂事的孩子們迫不及待地將他們的小臟手伸向這些新來的玩具們，受盡折磨的玩具們想換個地方，卻發(fā)現(xiàn)他們在幼兒園其實毫無人身自由，玩具“大熊”控制著幼兒園玩具們的命運。離開的胡迪得知伙伴們的處境后決定與他們一起離開幼兒園，回到安迪的身邊。他們萬眾一心，開始醞釀一個偉大的逃跑計劃。當然，他們將面臨的是一次驚險無比的大冒險……