Мультфильм начинается с того, что Вуди, Бунзай и Джесси гонятся за поездом, в котором находятся одноглазые Барт и Бэтти (мистер и миссис Картофельная Голова), похитившие перевозимое в поезде золото. Барт и Бэтти удирают вместе с пришельцами из «Планеты Пицца» на розовом автомобиле "Шевроле Корвет" с кузовом кабриолет. Поезд падает вниз, так как железная дорога была подорвана динамитом, но его вытаскивает Базз Лайтер. Злодеям удрать не удаётся, они в тупике, и поэтому используют «пса с силовым полем» (Спиральку). Но у друзей есть Рекс, «динозавр, едящий собак с силовым полем». И тут появляется дирижабль, в котором — доктор Эскалоп (Хэмм). Он забирает своих приспешников к себе, а сам обрекает героев на «смерть от обезьян»… На самом деле это Энди играет с игрушками, точнее, игрушки смотрят видеозапись жизни маленького Энди.

Сейчас Энди 17 лет, ему остаётся три дня до отъезда в колледж, в то время как его игрушки гадают о своём будущем. Из игрушек у Энди остались: Вуди, Базз Лайтер, Джесси, Булзай, Мистер и Миссис Картофелины, Хэмм, Рекс, Спиралька и трое пришельцев из "Планета-пицца". Остальные, в том числе Хрипун, Экран и Бо Пип были проданы несколько лет назад на домашней распродаже, о чём говорит Вуди, заверяя, что у них "прекрасные хозяева".

Энди решает взять Вуди с собой в колледж, а другие игрушки спрятать на чердаке. Он складывает их в пакет и готовится отнести наверх, но по нелепейшей случайности они остаются на полу в коридоре. Мама принимает их за мусор и бросает во дворе.

Увидев это, Вуди бежит спасать своих друзей, однако выясняет, что игрушки спрятались в гараже. Они ошибочно подумали, будто Энди хотел их выбросить. Джесси считает, что игрушки должны взять на себя ответственность за свою судьбу, и убеждает всех залезть в коробку с пожертвованиями детскому саду «Солнышко». Вуди же пытается объяснить игрушкам, что они были выброшены случайно, однако, не успевает убедить: мама Энди закрывает багажник машины, и все отправляются в детский сад. В коробке они встречают Барби — игрушку Молли, младшей сестры Энди, которую та решила отдать.