우디와 버즈 라이트이어는 앤디 장난감들의 공동 리더입니다. 앤디가 실수로 우디를 망가뜨리자, 우디는 자신이 버려질지도 모른다는 두려움을 느끼기 시작합니다. 마당에서 열린 중고 장터 도중, 우디는 탐욕스러운 장난감 수집가에게 납치됩니다. 버즈와 친구들은 우디를 구출하기 위한 임무에 착수하고, 도둑의 행방을 쫓아 '알의 장난감 가게'에 도착합니다. 수집가의 아파트에서 우디는 자신이 1950년대 어린이 서부극 시리즈인 '우디의 보안관'의 주인공이었다는 사실을 알게 되고, 제시와 스팅키 피트를 포함한 해당 시리즈의 다른 장난감들을 만납니다. 이 사실을 알게 된 우디는 앤디에게 돌아갈 것인지, 아니면 박물관에 전시되어 영원히 남을 기회를 선택할 것인지에 대한 딜레마에 빠집니다.
