安迪已经长大成人，正准备离家前往大学，展开新的生活。安迪舍不得巴斯和胡迪这些陪伴他十几年的玩具，想把玩具们存入自家阁楼，但把胡迪留了下来。玩具们被安迪妈妈当成垃圾扔掉，阴差阳错地被捐到幼儿园……
幼儿园里不懂事的孩子们迫不及待地将他们的小脏手伸向这些新来的玩具们。受尽折磨的玩具们想换个地方，却发现他们在幼儿园其实毫无人身自由，被玩具“大熊”控制着命运……
离开的胡迪得知伙伴们的处境后决定与他们一起离开幼儿园，回到安迪的身边。他们万众一心，开始酝酿一个伟大的逃跑计划。当然，他们将面临的是一次惊险无比的大冒险……
