Publikumnak tíz hosszú évet kellett várnia, hogy a lelkes játékok és hű barátaik, Sheriff Woody (Tom Hanks) és Buzz Lightyear (Tim Allen) újra együtt legyenek a moziban. De Buzz és Woody számára is eltelt tíz év. Poros szekrényben felejtve, a hűséges duó egy darabnyi túlélő játékot vezet – Andy-től (John Morris) sentimental okokból megőrzött régi barátok – és kidolgoznak bonyolult terveket, hogy még egyetlen figyelem-fénysugárt is kiérdemeljenek Andy-tól. Milyen játékok maradtak a évek óta tartó piacokra és kukás zacskók után? Érdes hangú lányos cowboy Jessie (Joan Cusack), malacpersely Hamm (John Ratzenberger), félénk dinoszaurusz Rex (Wallace Shawn), Mr. és Mrs. Potato Head (Don Rickles és Estelle Harris), a mindenkori hű Slinky Dog (Blake Clark), bátor Green Army Men csontvára Sarge (R. Lee Ermey) és Barbie (Jodi Benson), egy derék, butácska játék, aki Buzz és Woody után keresett menedéket, miután Molly (Beatrice Miller), Andy húga, kezdetben figyelmen kívül hagyta őt. De amikor beszélő játékok vannak, a baj sosem kerül távolságra. Ahogy Andy készül a főiskolára menni, az anyja (Laurie Metcalf) egy zsák játékot ül ki kukának, és kiteszi az utca szélére. Woody, látva a félreértést, kétségbeesett igyekezettel próbálja elmagyarázni a helyzetet Buzz-nak, Jessie-nek és a másik zaklatott játék társaknak, de gyakran előfordul, hogy elutasítják a hallgatást. Egy adományozó dobozban, amely a Sunnyside Daycare Center felé tart, megérkeznek egy ígérettel és lehetőséggel teli helyre: egy színes világba, ahol minden nap játszanak velük, amíg a golyóízületeik és varrásaik tovább bírják. Woody meggyőződése, hogy mindannyian Andy-hez tartoznak, még akkor is, ha egy padláson tárgyak dobozában ülnek, és hazafelé indul.