Woody le cow boy, Buzz l’éclair et leurs amis sont de retour pour de nouvelles aventures. Andy a bien grandi et s’apprête à intégrer l’université. Il doit faire le ménage dans sa chambre et remiser ses jouets au grenier. C’est la fin d’une époque pour nos héros qui vont bientôt être entraînés dans des péripéties rocambolesques. Ils vont connaître une seconde vie au sein d’une crèche et rencontrer de nouveaux personnages comme Ken et Barbie. Ils pensent avoir trouver un havre de paix : ils vont vite déchanter… Oscar 2011 du meilleur film d'animation.