Quand un collectionneur sans scrupule, Al McWhiggin, vole Woody pour compléter un coffret rare de jouets, Buzz l’Éclair et toute la bande se lancent dans une mission de sauvetage exceptionnelle.
Séquestré dans un appartement, Woody découvre qu’il est en réalité une véritable icône d’une vieille série télé : Woody’s Roundup. Il rencontre alors Jessie la cowgirl, Papi Pépite et le cheval Bayonne, qui voient en lui leur unique chance d’être exposés dans un musée au Japon.

Tiraillé entre retourner auprès d’Andy — l’enfant qui l’aime — ou rester avec cette nouvelle “famille” qui compte sur lui, Woody doit faire un choix difficile. Pendant ce temps, Buzz et ses amis traversent la ville, affrontent dangers, jouets ennemis et situations absurdes pour ramener leur ami à la maison.
Une aventure remplie d’humour, d’émotion et d’action, où l’amitié prouve qu’elle vaut plus que n’importe quelle collection.