En esta emocionante secuela, Riley ha crecido y se enfrenta a los típicos retos de la adolescencia. Ahora en plena etapa de preadolescencia, sus emociones están aún más expuestas que antes, y todo parece un torbellino de cambios. Alegría, Tristeza, Miedo, Ira y Desagrado deben adaptarse a esta nueva etapa y encontrar su lugar en la mente de Riley.

En esta cuarta entrega de la entrañable franquicia, Woody, Buzz y el resto de los juguetes han encontrado un nuevo hogar con Bonnie, la niña que ahora los cuida. Sin embargo, Woody sigue luchando con su identidad y propósito, ya que Bonnie ya no lo elige tanto como antes. Todo cambia cuando, durante un viaje por carretera, Bonnie crea un nuevo "juguete" llamado Forky, hecho de utensilios desechables. Para Woody, Forky representa mucho más que un simple juguete; es una manifestación del amor y la creatividad de Bonnie.

En una aventura post-Navidad, los queridos juguetes de Andy se encuentran en un emocionante dilema cuando son llevados a una misteriosa convención de juguetes. Al principio, todos están emocionados por la idea de conocer a nuevos amigos, pero pronto se dan cuenta de que se han topado con una extraña y peligrosa clase de juguetes que no tienen idea de lo que significa "jugar". Estas criaturas, que se hacen llamar "los luchadores", son unos juguetes de acción que viven en su propia realidad, donde la única regla es la lucha y la competencia.

En un reino escocés lleno de misterio y magia, la joven princesa Merida se encuentra atrapada entre las expectativas de la nobleza y su deseo de ser libre. Desde pequeña, ha demostrado ser hábil con el arco y la flecha, un talento que desafía las tradiciones impuestas por su madre, la reina Elinor, quien sueña con que su hija se convierta en una dama perfecta y acepte un matrimonio arreglado.

En un mundo donde los coches son los protagonistas, un joven y arrogante auto de carreras llamado Rayo McQueen está decidido a ganar el prestigioso Piston Cup. Sin embargo, su ambición lo lleva a un inesperado giro del destino cuando, tras un accidente durante la carrera, termina perdido en un pintoresco pueblo llamado Radiator Springs. Este lugar, que una vez fue bullicioso y lleno de vida, ahora ha caído en el olvido, y sus singulares habitantes—desde el sabio Doc Hudson hasta la calurosa Sally—no están muy emocionados de recibir a un competidor egocéntrico.