距上一次的冒险已经过去11个年头，转眼间安迪（约翰·莫里斯 John Morris 配音）变成了17岁的阳光男孩。这年夏天，安迪即将开始大学生活，他必须将自己的房间收拾整齐留给妹妹。此前，伍迪（汤姆·汉克斯 Tom Hanks 配音）与巴斯光年（蒂姆·艾伦 Tim Allen 配音）等玩具一直期待安迪再和他们玩耍，但是随着岁月的流逝，他们被冷落在箱子里很久了。安迪十分珍惜这些童年的玩伴，于是准备将他们收在阁楼。谁曾想，妈妈却把玩具们当作废物扔到街道上。玩具们误解了安迪，于是愤然出走，宁可被捐赠到阳光之家幼儿园。 伍迪尽力劝解大家，却收效甚微，只得独自黯然离开。巴斯光年他们原本以为将重新回到往昔的快乐时光，不料却陷入一场阴谋之中……

迪伦·拉姆奇是一个过着优越生活的普通人：他在洛山矶有一大套住房（甚至可以与老邻居玩玩扑克游戏），还有一家即将开张的饭店，对他来说一切都非常称心如意。 “漂亮”不足以说明他的新邻居莉拉，她就象埃非尔铁塔，高佻、美丽、法国味十足，但是她只能远观而不可接近，于是迪伦决定吸引她的注意力。 不幸的是，莉拉只是关注三件事：在她的新居继续她的大提琴家的生涯、远离她鲁莽爱出风头的前男友瑞纳、和她的宠物杰克－一只短小、多毛、温柔、漂亮的小狗建立一个新家。 尽管迪伦想方设法接近莉拉，他最多的收获只是邻居间普通的招呼，即使他将走失的杰克归还也只是得了一声“谢谢”。于是迪伦为梦中情人做了一件事：将杰克绑架，然后帮助她寻找，借此获得她的好感而得到约会。 但是事情并没有象预期的发展，一个个意外出现了，如妒嫉的瑞纳出现、失落的结婚戒指、尼尔钻石、粗暴的信贷员等等。