Woody rádöbben arra, hogy Andy már tinédzser, akinek már nincs minden pillanatban szüksége rá, sőt, az is elképzelhető, hogy hamarosan a játékok bedobozolva padlásra kerülnek. Ám a valóság még ettől is félelmetesebb. Al, a mohó játékgyűjtő elrabolja, hogy majd ritkaságként továbbadja egy japán játékmúzeumnak. Mindeközben a vakmerő űrlovag, Buzz Lightyear mentőexpedíciót indít a játékokkal Woody kiszabadítására. Woody Al fogságában találkozik az Aranyásóval, Jessievel, és hűséges paripájával, Szemenaggyal. Kalandja során morális kérdések kezdik gyötörni: kik a barátai, és vajon milyen jövő várhat rá? Ezalatt Buzz találkozik ősi galaktikus ellenségével, a gonosz Zurg császárral.