Задолго до того как стать врагами, Оптимус Прайм и Мегатрон были союзниками, связанными братской верностью. Но их пути разошлись, и судьба Кибертрона решилась на руинах их дружбы.

Космический рейнджер Баз Лайтер, ковбой Вуди, собака Спиралька, тиранозавр Рекс и вся команда игрушек снова вместе, и они как никогда готовы к приключениям. С тех пор как Энди поступил в колледж, игрушки поселились в доме своей новой хозяйки Бонни. В свой первый день в школе Бонни смастерила себе из отходов новую игрушку Вилкинса, что положило начало череде событий, в которой найдется место и путешествиям с погонями, и знакомству с новыми игрушками, и встречам с некоторыми из старых друзей, и

В жизни каждого ребенка наступает момент, когда он вырастает, и его отношения со сверстниками переходят на новый уровень. Вот только для родителей это всегда становится неожиданностью, сколько бы лет ни исполнилось их чаду. Мистер и миссис Андерсон так же оказались не готовы к тому, что у их дочери появится молодой человек.

Мультфильм, в которой показаны злоключения работников дома престарелых - Джорджа и ЭйДжея из мультфильма «Вверх», после того, как Карл Фредриксен улетел со своим домом привязанным к воздушным шарам.