Hyppää lelulaatikkoon seuraamaan sydäntälämmittävää ja hupaisaa elokuvaa, jota ei unohda koskaan. Woody, Buzz Lightyear ja muut lelut palaavat upouudessa seikkailussa muutama uusi kasvo rinnallaan, osa muovia, osa teddykangasta, mukaan luettuna Barbien vastinkappale Ken, teatraalinen Herra Piikkis ja mansikantuoksuinen Tuhti Karhunhali. Kun Andy valmistautuu lähtemään yliopistoon, Woody, Buzz, Jessie ja hänen muut uskolliset lelunsa miettivät, mitä niille mahtaa käydä. Kun ne päätyvät sekaannuksen vuoksi päiväkoti Päivänpaisteeseen, ne tapaavat koko joukon uusia leluja ja saavat huomata uuden villin seikkailun olevan vasta alkamassa.