Cuando un nuevo juguete llamado "Forky" se une a Woody y la pandilla, un viaje por carretera junto a viejos y nuevos amigos revela qué tan grande puede ser el mundo para un juguete.

Los juguetes se entregan por error a una guardería en lugar del desván justo antes de que Andy se vaya a la universidad, y depende de Woody convencer a los otros juguetes de que no fueron abandonados y regresar a casa.

Cuando Woody es robado por un coleccionista de juguetes, Buzz y sus amigos emprenden una misión de rescate para salvar a Woody antes de que se convierta en una propiedad de juguetes del museo con su pandilla Jessie, Prospector y Bullseye.