Mientras Andy va a la universidad, Woody, Buzz y los juguetes se preguntan qué será de ellos. Pero cuando aterrizan en la guardería Sunnyside, descubren que una nueva aventura acaba de empezar.
Woody (Tom Hanks), Buzz Lightyear (Tim Allen) y el resto de los juguetes regresan para una nueva aventura. Mientras Andy se prepara para partir a la universidad, Woody, Buzz, Jessie y el resto de los juguetes de Andy se preguntan qué será de ellos. Cuando una confusión los lleva a una guardería, se encuentran con una gran cantidad de juguetes nuevos y descubren que una aventura acaba de empezar.