胡迪被一个玩具收藏家买走，即将成为日本博物馆的展品。巴斯光年等玩具伙伴发现胡迪失踪后，决定展开营救行动。在博物馆里，胡迪结识了新玩具，有会弹吉他的翠丝、牛仔玩偶杰西和小马布尔。杰西曾有过被主人抛弃的经历，因此对人类充满失望。胡迪劝说大家一起回到安迪身边，可收藏家已准备将他们运往日本。关键时刻，巴斯光年等人赶到，与胡迪会合。他们历经重重困难，摆脱了收藏家的控制。最终，胡迪和伙伴们成功回到安迪家中，继续陪伴安迪度过欢乐时光。