Koska viime kerran heidät nähtiin, Buzz (ääninäyttelijänä Tim Allen) ja Woody (Tom Hanks) ovat tulleet hyväksi ystäväksi, ja Andy (John Morris) on jatkanut heille samanlaisen kiintymyksen osoittamista. Yhdessä pari johtaa uskollista lelufamiliaansa -- possukorvas Hamm (John Ratzenberger), Mr. Potato Head (Don Rickles), Slinky Dog (Jim Varney), pienijalkainen Rex (Wallace Shawn), Bo Peep (Annie Potts), Sarge (R. Lee Ermey) ja hänen Green Armynsä sekä kymmeniä muita -- yli kaikenlaisia esteitä. Ellei sitten repeänyt käsi jätä Woodyn loukkuun Andy:n päävalmistajan pöytälaatikkoon. Kun hänen toverinsa lelut yrittävät saada hänet rauhoittumaan, Woody tajuaa vanhan ystävän, Wheezy the Squeaky Penguin (Joe Ranft), olevan kohta kohtaamassa kohtalon ruokaostoksella. Hätääntynyt ulos juoksemalla pelastamaan potilasystävää, kunniallinen cowboy huomataan ja varastetaan ahneelta lelukokoelijalta (Wayne Knight), joka on epätoivoinen täydentämään arvokasta neljän luvun kokoelmaa. Saapuessaan miehen asuntoon hän kuitenkin hitaasti alkaa pitää Jessie the Yodeling Cowgirl (Joan Cusack), Stinky Pete the Prospector (Kelsey Grammer) ja Bullseye the Faithful Steed - kolme cowboy-teemaisia nukkea, jotka kertovat Woodylle, että hänet on valmistettu kuuluisasta marionetista kerran suositun ’50-luvun TV-sarjan mukaan; sellaisen, joka tuotti rajoitetun jakson yhä harvinaisempia nukkeja ennen kuin se lopetettiin. Kun Woody kamppailee valinnan välillä ikuisuuden museossa uuden perheensä kanssa ja hänen menettävä uskollisuutensa Andylle, Buzz kihlaa rohkean pelastusoperaation, johtaa toverinsa lelut kohti keräilykauppaa ja kokee paljon enemmän vaikeuksia kuin hän oli odottanut.