Andy s’apprête à partir pour l’université. Délaissés, les jouets se retrouvent… à la crèche ! Les bambins déchaînés et leurs petits doigts capables de tout arracher sont une vraie menace, et il devient urgent d’échafauder un plan pour leur échapper au plus vite. Quelques nouveaux venus, en plastique ou en peluche, vont participer à la grande évasion, dont l’éternel séducteur Ken, compagnon de Barbie, un hérisson comédien vêtu d’une culotte de cuir nommé Labrosse, et un ours rose parfumé à la fraise appelé Lotso. L’aventure ne fait que commencer…
Dans les eaux cristallines de la Grande Barrière de corail, Marin, un poisson-clown, mène une existence paisible avec son fils unique, Nemo. Malgré les conseils et la surveillance de son père, le jeune poisson intrépide n’attend qu’une occasion pour aller découvrir les mystères de son vaste monde.
Lorsque vient le jour de quitter la sécurité de son foyer pour aller à l’école, Nemo n’hésite pas : sa curiosité le pousse à s’approcher d’un bateau… près duquel un plongeur le capture sous les yeux horrifiés de son père.
Pour retrouver son fils, Marin va malgré lui devenir le héros d’une quête unique et palpitante.
Parce que son bras est déchiré, Woody est relégué sur l'étagère d'Andy et ne peut aller en camp de vacances avec lui. S'échappant de la maison pour sauver un autre jouet d'un vide-grenier, un collectionneur l'aperçoit et le vole. Cet odieux personnage, Al, attendait ce jour depuis très longtemps. Voulant reconstituer la panoplie des jouets de la série Westerne Woody et possédant déjà l'écuyère Jessie, le ronchon Papi pépite et le cheval Pil Poil, il ne manquait que le cowboy. Dès ce jour, Woody apprend que son passé est glorieux et lorsque Buzz et ses amis le retrouvent après de nombreuses aventures, il les repousse. Buzz arrivera-t-il à le convaincre de revenir chez Andy ?
A chaque anniversaire d'Andy, c'est la même chose : Ses jouets redoutent l'arrivée d'un nouveau venu qui pourrait les supplanter dans le cœur du petit garçon. Cette année-là, le pire va arriver : Buzz l'Eclair, un cosmonaute électronique, fait une entrée triomphale après avoir longtemps été attendu par le petit garçon.