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.

Nachdem seine neueste Kreation versehentlich das Stadtzentrum zerstört undanschließend Richtung Himmel schießt, fürchtet Flint Lockwood zunächst, dass seine Erfinderkarriere hiermit beendet sei. Doch dann geschieht das Unglaubliche: Es regnet köstliche Cheeseburger - seine Maschine funktioniert! Aber die Menschen können von den Leckereien einfach nicht genug bekommen, bis der Apparat durchdreht und gigantische Spaghetti-Tornados mit riesigen Fleischbällchen auf die Erde loslässt. Mit Hilfe der Wetterreporterin Sam Sparks und seinem Assistenten Steve, einem sprechenden Affen, muss Flint eine Möglichkeit finden, die wildgewordene Maschine abzuschalten, bevor die Welt unter den megagroßen Fleischklößen begraben wird.

Carl Fredericksen hat Zeit seines Lebens mit seiner Frau davon geträumt, die Welt zu bereisen, Abenteuer zu erleben und in Südamerika die Paradise Falls zu besuchen. Immer ist etwas dazwischen gekommen. Nach ihrem Tod will der 78-Jährige die Pläne endlich in die Tat umsetzen, zumal sein Häuschen einer neuen Immobilie den Platz räumen soll. Begleitet von dem hartnäckigen Pfadfinder Russell macht er sich auf den Weg - inklusive seines Häuschens, das sich, an zahllosen Ballons aufgehängt, in die Lüfte schwingt ...

Aladdin ist ein gewitzter Straßenjunge, der sich auf den ersten Blick unsterblich in die schöne Prinzessin Yasmin verliebt. Als er in den Besitz der Wunderlampe kommt, auf die es auch der böse Großwesir Jaffar abgesehen hat, verändert sich sein Leben. Der von Aladdin befreite Flaschengeist Dschinni gewährt dem Lausbub nämlich drei Wünsche. Als reicher Prinz gewandet macht er so Yasmin den Hof. Das wiederum beäugt der böse Jaffar mit wachsendem Unmut.

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...