ある日アンディは、オモチャたちを置いてキャンプに出かけることに。ところが、ウッディがオモチャの店“アルのトイ・バーン”の経営者アル・マクウィギンに誘拐されてしまい大変なことに!バズとオモチャの仲間たちは、ウッディを見つけ出すために、決死の覚悟で外の世界に飛び出します。一方、“超プレミアム人形”として、カウガール人形のジェシーや馬のブルズアイと一緒に日本のオモチャ博物館へ送られようとしていたウッディは、ジェシーからある事実を聞かされて、仲間たちの元に戻りたい気持ちが揺らぎ始めていました。そんな時、さまざまな危険をくぐりぬけ、バズたちがウッディ救出に現れる!果たしてオモチャたちは、アンディがキャンプから戻る前に家に帰れるのか?