讲述了叛逆高中生克里斯汀与她母亲之间的关系，以及面临的关于青春、爱情、友情等方面的故事。女孩克里斯汀跟随着家人来到了位于加州的一间教会学校开始了她的高中生涯，虽然心中有百般的不愿意，但克里斯汀尚且没有足够的力量来反抗家人和生活的安排。在学校里，克里斯汀最好的朋友是朱丽，三观相近的两人无话不谈。

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……

刘易斯是一个非常有才华的小发明家，他发明了一部“记忆扫描仪”，通过它可以扫描你的记忆。刘易斯希望通过这部机器找回自己未曾谋面的家人。岂料这部机器却被盗窃了，更神奇的是，一名来自的未来的男孩将刘易斯带到了未来。在这里，刘易斯见到了超级古怪的一家人——罗宾逊一家，在他们那里刘易斯得知自己的发明...