再びタッグを組んだウッディとバズと共に、ジェシーはボニーの為に動き出すが、手違いが重なり、ジェシーはかつての持ち主であるエミリーの家にたどり着いた。

そこで、ハイテクおもちゃの”スマーティー・パンツ”たちと出会い、ボニーに笑顔を取り戻すアイディアを思いつくが、様々なピンチが重なり、物語は思いがけない方向へと進んでいく。

デジタルの脅威を前に、おもちゃたちは”終わり”を迎えてしまうのか。
『トイ・ストーリー』シリーズが描いてきた人間とおもちゃの絆は？