En un mundo donde los juguetes cobran vida cuando los humanos no están mirando, Andy, el dueño de estos adorables personajes, está a punto de entrar en la universidad y dejar atrás su infancia. Woody, Buzz Lightyear y el resto de la pandilla se enfrentan a un futuro incierto. Cuando accidentalmente son donados a una guardería en lugar de ser guardados en el ático, los juguetes se ven obligados a adaptarse a su nuevo entorno.
Al principio, la guardería parece un paraíso juguetón, lleno de niños que solo quieren jugar con ellos. Sin embargo, pronto descubren que este lugar tiene un lado oscuro, y la dictadura de un oso de peluche llamado Lotso hace que su felicidad se transforme rápidamente en una lucha por la supervivencia. Woody, decidido a regresar a casa, se encuentra en una encrucijada: debe convencer a sus amigos de que su único objetivo es volver a Andy.
Con la ayuda de nuevos aliados, como una muñeca llamada Barbie y un misterioso dinosaurio, Woody y Buzz encabezarán una emocionante aventura llena de acción, risas y momentos emotivos. Pero con el tiempo en contra y la amenaza de ser olvidados, los juguetes deben unirse para enfrentar sus miedos y encontrar su verdadero propósito. La película explora temas de amistad, crecimiento y la inevitable despedida de la infancia, llevándonos a un desenlace que tocará los corazones de todos. ¡Prepárate para reír, llorar y recordar lo que significa ser un juguete!