转眼间，安迪已17岁，即将踏上大学生活。收拾房间时，妈妈误将玩具们当作垃圾捐给了阳光幼儿园。胡迪试图阻止，却与伙伴们一同落入这个看似欢乐的儿童乐园。这里由貌似温柔的草莓熊掌控，实则暗藏危机：被囚禁的玩具们遭受孩子们粗暴对待，无法逃脱。胡迪发现真相后，决心带领巴斯、翠丝等伙伴策划一场惊天大逃亡。他们历经管道探险、垃圾场生死危机，在熔炉边缘命悬一线，最终凭借团结与智慧逃出生天。然而，胡迪意识到，安迪已经长大，玩具的使命或许到了该说再见的时候。在阳光下，安迪把玩具们郑重送给善良的小女孩邦妮，并逐一介绍每位伙伴的名字。玩具们在邦妮的呵护下迎来新生，而胡迪与安迪的告别，成为影史最动人的瞬间之一。本片以温暖与冒险交织，探讨成长与告别，荣获奥斯卡最佳动画长片。