L'Andy ha crescut i es disposa a anar a la universitat. Les seves joguines, inclosos en Buzz i en Woody, es guardaran a les golfes dintre d'una bossa. Però, accidentalment, són llençats i en Woody aconsegueix rescatar-los abans que se'ls emporti el camió d'escombraries. Així i tot, després la mare de l'Andy els porta a la guarderia Sunnyside, on han de tractar de sobreviure als descurosos nens de pre-escolar. En Woody intenta salvar els seus amics i fer-los tornar amb l'Andy abans que se'n vagi a la universitat, però les coses es compliquen encara més quan en Buzz es fa mal durant un intent de fuga. Quin futur tindran les nostres joguines favorites?
