Efter en pause på 9 år er Toy Story-serien tilbage med Woody, Buzz Lightyear og det andet levende legetøj! Filmen følger tiden efter Andy (Anders), hvor legetøjet nu lever hos den nye ejer Bonnie. Woody oplever oftere og oftere at ende i skabet, mens Bonnie leger med de andre ting. Da familien drager på bilferie, skal alt legetøjet med, også Bonnies helt nye hjemmelavede legetøj, Forky, der har svært ved at finde sin nye plads i verden. Woody forpligter sig til at passe på Forky i håb om, at han kan finde vej til Bonnies hjerte igen. Men da de to bliver væk fra resten af familien, venter der store udfordringer, hvor de både står overfor nye venner og fjender og ikke mindst Woodys gamle flamme, Bo Peep.