Buzz, Woody, Jessie y el resto de la pandilla tienen un trabajo exponencialmente más difícil cuando se enfrentan a esta nueva amenaza para la hora de jugar: la tecnología.

Una amante de los animales aprovecha la oportunidad de utilizar una tecnología que coloca su conciencia en un castor robótico, descubriendo misterios dentro del mundo animal que van más allá de lo que podría haber imaginado.

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.

Los juguetes son entregados por error a una guardería en lugar del ático 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 volver a casa.

Con una imaginación desbordante y una enorme obsesión por los extraterrestres, Elio, de 11 años, es transportado al espacio. Pero es identificado por error como el embajador galáctico de la tierra.

El pececillo Nemo, que es hijo único, es muy querido y protegido por su padre. Pero después de ser capturado en un arrecife australiano va a parar a la pecera de la oficina de un dentista de Sidney, su tímido padre emprenderá una peligrosa aventura para rescatarlo.

Riley, ahora adolescente, enfrenta una reforma en la Central de sus emociones. Alegría, Tristeza, Ira, Miedo y Asco deben adaptarse a la llegada de nuevas emociones: Ansiedad, Vergüenza, Envidia y Ennui.