Взросление детей неизбежно влияет на отношение к игрушечному царству. Малыши охотно часами играются с паровозиками, разыгрывают военные баталии или наслаждаются кукольным театром. Постепенно интерес к забавам спадает, а жители игровой комнаты попадают в сундук. Вуди пытается успокоить сородичей, когда слышит о скором отъезде повзрослевшего Энди в колледж. Любимый хозяин не оставит любимчиков в беде. Но судьба готовит подопечным приключением «История игрушек 3: Большой побег» после отъезда студента. Ошибка заносит смельчаков в мусоропровод. Хитрыми манипуляциями бедняги выбираются из ловушки, но тотчас оказываются в ловушке другой опасности благодаря отправке в детский сад.

Вместо мирных игр новичков ожидает столкновение с маленькими разбойниками. Малышня радостно облизывает, разбирает до винтиков новые поступления, а взрослые поощряют изыскательные таланты воспитанников. Базз извещает товарищей, что выбраться из западни будет сложно, когда гости знакомятся с детсадовским тираном — мишкой с клубничным запахом. Повелитель ясельной группы устанавливает в игровой особые порядки, протестует против редких попыток соседей сбежать из ада. Любовь, забавные испытания и благородные свершения ожидают скитальцев, вынесших из пережитых проблем урок.