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……
黛维·切斯,克里斯·桑德斯,戴维·奥格登·施蒂尔斯,凯文·麦克唐纳德,蒂亚·卡雷尔,迪·布拉雷·贝克尔,凯文·迈克尔·理查德森,罗伯·鲍森,莉莉娜·穆米,吉莲·亨利,莉莉·石田,卡莉·怀特赫斯特,艾普尔·温切尔,特蕾丝·麦克尼尔,杰夫·贝内特,弗兰克·维尔克,库内瓦·穆克,艾米·希尔,克莱德·草津,塔拉·斯特朗,布莱恩·科兰斯顿
内详
沃伦·格拉夫,凯恩·纳瓦罗,David Winn,Rhode Montijo,艾伦·康奈尔,李普曼,Liz Stuart Liz Stuart,大卫·温
内详
Vincent Martella,Thomas Sangster,Jeff 'Swampy' Marsh,Dan Povenmire,Ashley Tisdale
Jake Goldman,娜塔莉·帕拉米迪斯,Kristen Li
塔拉·斯特朗,格蕾·德丽斯勒,凯特·米库奇,罗杰·克莱格·史密斯
内详
克里斯蒂昂·克拉维埃,Guillaume Briat,亚历克斯·鲁茨,亚历山德拉·阿斯提耶尔,艾丽·赛门
布雷迪·诺恩,尼古拉斯·坎图,迈克·艾贝,小肖恩·布朗,阿尤·艾德维利
威尔·阿奈特,罗莎里奥·道森,拉尔夫·费因斯,迈克尔·塞拉,扎克·加利凡纳基斯,珍妮·斯蕾特,苏珊·本尼特,玛丽亚·凯莉,查宁·塔图姆,乔纳·希尔,亚当·德维尼,柯南·奥布莱恩,道格·本森,比利·迪·威廉姆斯,杰森·曼楚克斯,艾迪·伊扎德,赛斯·格林,佐伊·克罗维兹,凯特·米库奇,瑞琪·琳德赫姆,杰梅奈·克莱门特,艾丽·坎伯尔
布雷迪·诺恩,尼古拉斯·坎图,迈克·艾贝,小肖恩·布朗,阿尤·艾德维利
比利·维斯特,约翰·迪·马吉欧,凯特蕾·萨加尔
西尔维娅·侯克斯,斯图尔特·马丁,皮鲁·埃斯贝克,约翰·诺贝尔,佩特逊·约瑟夫,拉胡尔·寇利,杰米·克莱顿,克里斯托弗·海维尤,彼得·斯特曼,杰西卡·亨维克,劳伦·科汉,郑智麟,寇瑞·斯托尔,海伦娜·马特森
西尔维娅·侯克斯,斯图尔特·马丁,皮鲁·埃斯贝克,约翰·诺贝尔,佩特逊·约瑟夫,拉胡尔·寇利,杰米·克莱顿,克里斯托弗·海维尤,彼得·斯特曼,杰西卡·亨维克,劳伦·科汉,郑智麟,寇瑞·斯托尔,海伦娜·马特森