距上一次的冒险已经过去11个年头转眼间安迪（约翰·莫里斯 John Morris 配音）变成了17岁的阳光男孩这年夏天安迪即将开始大学生活他必须将自己的房间收拾整齐留给妹妹此前伍迪（汤姆·汉克斯 Tom Hanks 配音）与巴斯光年（蒂姆·艾伦 Tim Allen 配音）等玩具一直期待安迪再和他们玩耍但是随着岁月的流逝他们被冷落在箱子里很久了安迪十分珍惜这些童年的玩伴于是准备将他们收在阁楼谁曾想妈妈却把玩具们当作废物扔到街道上玩具们误解了安迪于是愤然出走宁可被捐赠到阳光之家幼儿园　　伍迪尽力劝解大家却收效甚微只得独自黯然离开巴斯光年他们原本以为将重新回到往昔的快乐时光不料却陷入一场阴谋之中……