وودی ، باز لایتیر و دوستانشان پس از آنکه مالک سابقشان اندی آنها را به کودکی به نام بانی تحویل می‌دهد ، با یک اسباب‌بازی جدید آشنا شده و وارد یک سفر ماجراجویی دیگر می‌شوند. اما…

اندی اکنون به 17 سالگی رسیده و تا سه روز دیگر وارد دانشگاه می‌شود. تمام اسباب‌بازی های او نگران آینده نامعلوم خود هستند و از اینکه اندی آنها را ترک می‌کند ناراحت هستند، اما...

وقتی زارینا یکی از پریان نگهدارنده ی غبار پریان از پیکسی هالو فرار می کند و با خود تمام غبار پریان را می برد همه ی پری ها دچار مشکل جدی می شوند و دیگر نمی توانند از قدرتشان استفاده کنند…

اسباب بازی ها به سفری در جاده می روند اما اتفاقی ناخواسته آن ها را به یک متل کنار جاده ای هدایت می کند. بعد از اینکه یکی از اسباب بازی ها گم می شود، سایر آن ها به دنبالش می گردند. اما آن ها متوجه گیر افتادن در مسئله ای مرموز و هولناک می شوند و...

«لایتینگ مک کوئین» به همراه دوستش «میتر» برای شرکت در مسابقات جهانی پا به آن سوی اقیانوس ها می گذارد. اما زمانی که میتر درگیر ماجراجویی های خودش می شود، مسیر رسیدن به قهرمانی برای مک کوئین ناهموار می شود.

لایتینگ مك‌ كوئین ماشین مسابقه ‌ای خوش‌ عكس همیشه برای پیروز شدن مسابقه می دهد. مك‌ كوئین در راه رسیدن به محل مسابقات قهرمانی جام پیستون در كالیفرنیا برای مسابقه دادن با دو رقیب دیرینه، به طور غیر منتظره خود را در جاده 66 شهر رادیاتور اسپرینگ می‌یابد و با شخصیت‌های این شهر آشنا می شود و می فهمد كه زندگی همانند یك سفر است نه خط پایان.

وودی توسط یک جمع کننده اسباب بازی دزدیده میشود. اکنون باز و اسباب بازی‌های دیگر باید او را سریع‌تر نجات دهند، وگرنه ممکن است او در ژاپن فروخته شود و دیگر نتوانند دوباره او را ببینند.

اندی پسربچه ایست که کلی اسباب بازی دارد و درمیان آنها وودی کلانتر را بیشتر دوست دارد و با او بازی می‌کند. در دنیای اسباب بازی‌ها وودی از همه محبوب تر است. در جشن تولد اندی، او یک آدم فضایی به نام باز لایتیر هدیه می‌گیرد. حالا اندی باز را بیشتر از همه اسباب بازی‌ها دوست دارد. وودی در جمع اسباب بازی‌ها محبوبیت خود را از دست داده‌است و این امر باعث درگرفتن رقابتی شدید بین باز و وودی شده است.