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.

Der chaotische Professor Philip Brainard soll seine Verlobte Sara Jean Reynolds heiraten, die er bereits zweimal vor dem Altar stehen ließ. Kurz vor dem dritten Termin erfindet er eine als Flubber bezeichnete Substanz, die fliegen kann. Sie kann sogar das Auto des Professors zum Fliegen bringen.Der Unternehmer Chester Hoenicker beauftragt Leute, die Flubber stehlen sollen. Sie entführen Brainard und Reynolds; die Substanz hilft dem Paar, die Verbrecher zu überwältigen. Am Ende heiraten Brainard und Reynolds, sie fliegen mit dem Auto in die Flitterwochen.

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...