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自从上一集牛仔伍迪救回巴斯光年之后，他一直和其他玩具一起快乐的生活在小主人家。一次，小主人参加夏令营去了，伍迪因为破旧而没被带去。留在家里的伍迪恰巧被一个玩具收藏家发现了，认为他是近代最具代表性的玩具。于是将伍迪被偷了出来放在颇富盛名的文化博物馆内展览。在家里所有的玩具 都很担心伍迪，因此巴斯光年自告奋勇去寻找伍迪，但是当他们发现伍迪在展览馆时， 伍迪却似乎不再愿意回去过那平凡的生活……
胡迪和巴斯光年等一班玩具们经历了上回的历险后友谊日益增强。同时，多迪的看家狗也成为了他们要好的朋友，大家在一起真是其乐融融。一天，胡迪不幸失足掉到院子里，被经过的一个胖玩具商偷走，并把他带回到了一个玩具工厂。当胡迪惊恐万分急着要逃出工厂时，却发现这里有许多的牛仔玩具，并且他们见到胡迪后显得十分激动。原来，这些玩具都是胖玩具商搜罗来的，他们是过去一部热门卡通片中的人物，这里就缺少胡迪这个主角了。为了让胡迪明白自己的身世，他们为胡迪播放了牛仔卡通片的剧集，胡迪这才知道了自己过去的很多英雄故事，也才知道这些玩具都是当年和自己一起出道的伙伴，同时他还知道了一个他不安的消息，胖玩具商将要把他和这些牛仔伙伴一块儿被卖到日本的一家玩具博物馆去！在家里所有的玩具都很担心胡迪，因此巴斯光年自告奋勇去寻找胡迪，但是当他们在玩具工厂找到胡迪时，他却似乎不再愿意回去过那平凡的生活……
