앤디의 어머니는 쓸모없는 물건들은 팔기 위해 앤디의 장난감 몇가지를 현관 앞 뜰에 전시한다. 토이 친구 위지가 누군가에게 팔려가게 될 운명이란 것을 발견한 우디는 위지를 구출하러 밖으로 나갔다가 토이 수집광 알에게 유괴당한다. 너무나 희귀한 카우보이 토이 우디를 손에 넣자 한국에서 토이 박물관을 열려는 사업가에게 팔아넘길 계획을 세운 알. 버즈와 토이 친구들은 버즈의 지휘에 따라 우디 구출작전을 펼치기 시작하고 기상천외한 어드벤처를 겪으며 알의 토이숍에 침투한다.

한편 우디는 토이 수집실에서 옛 친구 제씨로 부터 주인이 어른이 되면 자신을 버릴 것이라는 사실을 알게 되고 앤디에게 돌아가지 않겠다는 결심을 한다. 이런 우디의 맘을 알길 없는 버즈 일행은 치열한 구출작전을 전개하고 마침내 알은 우디와 다른 토이들을 가방에 넣고 공항으로 향한다.