ウッディと仲間たちが、今まで見たことのなかった外の世界へ冒険の旅に出る。新たな持ち主・ボニーが作ったおもちゃのフォーキーが仲間に加わり『トイ・ストーリー2』で別の持ち主のもとへ渡った羊飼いの人形、ボー・ピープも、強くたくましくなった姿で再登場。お互いに想い合うおもちゃたち、必死に仲間を守ろうとするバ…