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岁的阳光男孩只是一个人的春耕，只有孩子才会相信昆虫会变成水牛，觉得大人不会欺骗他。每个孩子心里都有一个梦，我童年的梦就是希望把天牛养成大水牛这年夏天，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……