胡迪、巴斯光年和玩具们经历了上次的历险后友谊日益增强。同时，安迪的看家狗巴斯特也成为了他们要好的朋友，大家在一起其乐融融。一天，安迪在玩耍时不慎将胡迪的胳膊弄断了，这让胡迪十分伤心，生怕主人会将自己抛弃。不久，安迪的妈妈在家进行大扫除时准备将旧企鹅吱吱扔掉，胡迪决定挺身相救。当胡迪骑着巴斯特将吱吱救回时，自己却不幸失足掉在了院子里。恰巧此时一个胖玩具商发现了胡迪，他背着安迪的妈妈将胡迪塞入口袋偷了去，并把他带回到了一个玩具储藏室。 当胡迪惊恐万分急着要逃出储藏室时，却发现这里有许多的牛仔玩具，并且他们见到胡迪后显得十分激动。原来，这些玩具都是胖玩具商搜罗来的，他们是过去一部热门卡通片中的人物，这里就缺少胡迪这个主角了。为了让胡迪明白自己的身世，他们为胡迪播放了牛仔卡通片的剧集，胡迪这才知道了自己过去的很多英雄故事，也才知道这些玩具都是当年和自己一起出道的伙伴，同时他还知道了一个他不安的消息，胖玩具商将要把他和这些牛仔伙伴一块儿被卖到日本的一家玩具博物馆去展览！巴斯光年等玩具在胡迪被偷走后进行了认真分析，推断出胖玩具商商店的地点，于是组成了一支精干的小分队前往营救胡迪。在商店里，巴斯光年也看到了“成群结队”的巴斯光年玩具。胡迪被修葺一新，胳膊也接上了，重新焕发出光彩。可他不想去日本，还是想回到胡迪家去。然而多情的牛仔女仔翠丝极力挽留使他犹豫不绝。巴斯光年的营救队伍终于赶到了；也就在此时，玩具商要带着牛仔玩具去赶乘到日本的飞机，巴斯光年能将胡迪救出来吗？