ของเล่นคาวบอยวู้ดดี้ต้องเผชิญหน้ากับความจริงเมื่อถูกขโมยโดยนักสะสมของเล่นชั่วร้ายที่ต้องการส่งเขาขายในพิพิธภัณฑ์ญี่ปุ่น ที่นั่นเขาได้พบกับเพื่อนของเล่นแนวคาวบอยอีกสามคนที่ช่วยให้เขาค้นพบคุณค่าของการเป็นของเล่นที่หายาก ขณะเดียวกันบัซ ไลท์เยียร์และผองเพื่อนก็ออกปฏิบัติการกู้ภัยสุดระทึกเพื่อพาวู้ดดี้กลับบ้าน การผจญภัยครั้งนี้สอนให้วู้ดดี้รู้ว่าการเป็นของเล่นที่เด็กๆรักนั้นมีค่ามากกว่าการเป็นของสะสมในตู้กระจก
