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

Un muñeco vaquero se siente profundamente amenazado y celoso cuando una nueva figura del hombre del espacio lo suplanta como juguete principal en el cuarto de un niño.

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 un museo de juguetes con su pandilla de redadas Jessie, el oloroso Pete y Tiro al blanco.