距上一次的冒险已经过去11个年头，转眼间安迪（约翰·莫里斯 John Morris 配音）变成了17岁的阳光男孩。这年夏天，安迪即将开始大学生活，他必须将自己的房间收拾整齐留给妹妹。此前，伍迪（汤姆·汉克斯 Tom Hanks 配音）与巴斯光年（蒂姆·艾伦 Tim Allen 配音）等玩具一直期待安迪再和他们玩耍，但是随着岁月的流逝，他们被冷落在箱子里很久了。安迪十分珍惜这些童年的玩伴，于是准备将他们收在阁楼。谁曾想，妈妈却把玩具们当作废物扔到街道上。玩具们误解了安迪，于是愤然出走，宁可被捐赠到阳光之家幼儿园。 伍迪尽力劝解大家，却收效甚微，只得独自黯然离开。巴斯光年他们原本以为将重新回到往昔的快乐时光，不料却陷入一场阴谋之中……
高山南 山崎和佳奈 茶风林 绪方贤一 盐泽兼人 神谷明 林原惠美 岩居由希子 高木涉 大谷育江 松井菜樱子 田中信夫 堀川亮 松冈文雄 石冢运升 宫村优子 大塚周夫 依田英助 大塚芳忠 筱原惠美 宫本充 壤晴彦 中岛聪彦 小山裕通 井上隆之 千叶一伸 布目贞雄 佐藤忍 藤田淑子 山口胜平
高山南 堀川亮 山口胜平 山崎和佳奈 宫村优子 神谷明 绪方贤一 林原惠美 岩居由希子 高木涉 大谷育江 松井菜樱子 置鲇龙太郎 若本规夫 茶风林 井上和彦 汤屋敦子 井原启介 中村大树 龟井三郎 游佐浩二 水内清光 三户耕三 里内信夫 安达麻里 铃木弘子 佐久间玲 一龙斋贞友 松本幸 千叶一伸 菅原淳一 铃置洋孝
松本梨香 大谷育江 石冢运升 饭冢雅弓 兴梠里美 关智一 林原惠美 三木真一郎 犬山犬子 大塚周夫 平松晶子 久川绫 三石琴乃 潘惠子 丰岛雅美 爱河里花子 冬马由美 小西克幸 金井美香 上田祐司 坂口候一 筱原惠美 加贺谷纯一 挂川裕彦 西村千奈美 伊崎寿克 酒井哲也 川岛得爱 鹿贺丈史 浜田雅功 山寺宏一
矢岛晶子 楢桥美纪 藤原启治 兴梠里美 真柴摩利 林玉绪 一龙斋贞友 佐藤智惠 玄田哲章 小樱悦子 爱河里花子 樱井智 堀内贤雄 龙田直树 木村雅史 仓田雅世 那须惠 筈见纯 足立友 真堂圭 村上信五 大仓忠义 大西健晴 田中一成 阪口周平 浦山迅 乃村健次 井上喜久子 川浪叶子 山野史人
栗田贯一 增山江威子 小林清志 井上真树夫 纳谷悟朗 小山茉美 松本梨香 中田让治 松冈文雄 峰惠研 秋元羊介 坂东尚树 小山武宏 田原阿尔诺 谷昌树 鸟畑洋人 横尾博之 清水敏孝 永田亮子