Der Moment des Abschieds ist gekommen: Andy ist den Kinderschuhen entwachsen und macht sich bereit, aufs College zu gehen. Für sein stets getreues Spielzeug hat er keine Verwendung mehr. Andys Mutter spendet die Spielsachen der Kindertagesstätte Sunnyside. Doch dieses angebliche Paradies entpuppt sich nach zuerst freundlicher Aufnahme durch die alteingesessenen Spielzeuge bald zum Gefängnis für die Freunde. Ein ausgeklügelter Ausbruchsplan wird ausgearbeitet - die Zeit drängt, denn hier geht nicht alles mit rechten Dingen zu.

In seinem verschlafenen Heimatstädtchen gilt Hühnchen Chicken Little als Außenseiter. Seitdem er eine Massenpanik ausgelöst hat, als er verkündete, der Himmel würde auf die Erde stürzen, wird der kleine Feigling überall als Lügenbold verlacht. Selbst sein Vater Bruno, eine örtliche Baseball-Legende, hält seinen Sohn für ein Weichei. Chicken Little lässt jedoch nichts unversucht, um endlich respektiert zu werden. Da plötzlich fällt wirklich etwas vom Himmel. Jetzt liegt es an dem kleinen Küken, die Stadt vor einer Katastrophe zu bewahren.

Einmal den Falschen gerettet und schon ist's passiert! Der Superheld Mr. Incredible hat eine Klage wegen "unerwünschter Lebensrettung" am Hals und muss fortan sein Dasein als Versicherungsangestellter fristen - gut getarnt hinter wachsendem Bauchansatz. Als er die Gelegenheit wittert, wieder aktiv zu werden, hängt nicht nur der Haussegen schief, sondern auch der Weltfrieden ist in höchster Gefahr! Zum Glück ist seine Frau Helen flexibel. Mit ihrem außergewöhnlichen Nachwuchs, dem kleinen Flitzer Flash und der scheinbar unscheinbaren Violetta, macht sie sich auf, mal eben die Welt zu retten ...

Als Woody von einem fiesen Sammler entführt wird macht sich die Puppen-Clique auf, ihren Freund zu befreien - aber schon auf die andere Straßenseite zu gelangen, gestaltet sich schwierig, ganz zu schweigen von den lauernden Gefahren im Spielzeugladen gegenüber: Doppelgänger stellen sich Buzz Lightyear in den Weg, durchgeknallte Barbie-Sirenen drohen die edlen Ritter vom rechten Weg abzubringen, und obendrein entkommt Zurg, der böse Imperator, aus seiner Plastikbox...

Als Andys Lieblingspuppe hat Woody im Kinderzimmer das Sagen. Kaum ist der Junge nicht da, erwacht die Cowboy-Figur zum Leben, und mit ihm auch all das andere Spielzeug um ihn herum. Aufgeregt debattiert man über Andys bevorstehenden Geburtstag. Es wird befürchtet, daß ihr Besitzer ein neues Geschenk bevorzugen wird. Und tatsächlich: Der Neuankömmling Buzz Lightyear, ein stolzer Space Ranger, avanciert zu Andys Favoriten. Diese Herabstufung will Woody nicht hinnehmen.

In der Monster-AG-Fabrik gehen die Bösewichte eifrig ihrer Arbeit nach: Über Schranktüren schleichen sie sich in Kinderzimmer ein und sammeln die Angstschreie ihrer Bewohner, die den Strom für Monstropolis liefern. Ungekrönter Star unter den einfallsreichen "Schreckeinjagern" ist Sully. Dem passiert eines Tages ein folgenschweres Missgeschick: Das kleine Mädchen Boo, dem er wie gewohnt einen kräftigen Schock versetzen will, verkrallt sich in sein Fell. Als er dann mit dem Kind in die Fabrik zurückkehrt, bricht das totale Chaos aus...