Главные герои мультфильма, живые игрушки: ковбой Вуди, космический рейнджер Базз Лайтер, собака Слинки, динозавр Рекс, мистер Картофельная Голова и другие, живущие в комнате их владельца — мальчика по имени Энди (Andy). Каждый год ко Дню рождения Энди дарят новые игрушки, поэтому для старых этот день становится кошмаром. Ещё с детского сада любимцем мальчика была игрушка-ковбой по имени Вуди. Очередной День рождения Энди, из-за скорого переезда его семьи в новый дом, был перенесён на несколько дней раньше. Он стал самым кошмарным днём в «жизни» Вуди, ведь новая игрушка, которую подарили ребёнку, позарилась на его место! К тому же, претендент оказался не из легких противников: это была мечта каждого мальчишки — Базз Лайтер. Завязавшиеся споры между Вуди и Баззом, соперничество за место быть самой любимой игрушкой Энди, стали причиной увлекательного, но вместе с тем очень опасного путешествия.

Ковбой Вуди и другие игрушки продолжают свою жизнь в семье мальчика Энди, радуясь каждому дню. Но однажды Вуди похищает коварный коллекционер — ковбой оказывается раритетной игрушкой из комплекта, за который японский музей игрушек готов заплатить крупную сумму.
Остальные игрушки во главе с Баззом Светиком решают выручить Вуди и отправляются за ним.

Энди почти 18 лет, ему остаётся 3 дня до отправки в колледж, в то время как его игрушки, в том числе Вуди и Базз Лайтер, гадают о своём будущем.
Куда забросит их судьба? На чердак, на свалку или, может быть, в детский сад «Солнышко»?
События развиваются в самом неожиданном направлении, и приключения полюбившихся героев продолжаются!