Woody bærer på en hemmelighed som ikke engang han selv kender.

Da en samvidighedsløs legetøjssamler stjæler cowboyhelten Woody, må rummanden Buzz Ligthyear og de andre legetøjsvenner kaste sig ud i en større redningsaktion. Uheldet er ude mens deres ejer Andy tager på sommerlejr, for så er alt hans livlige og levende legetøj overladt til sig selv. Woody, som er uvidende om at han er et værdifuldt stykke antiklegetøj, kommer ved et uheld med på et loppemarked, og her slår en skummel samler sine klamme klør i cowboyen. Buzz, Mr. Potato Head, Slinky Dog, Rex og Hamm må forlade det trygge børneværelse for at komme deres ven til undsætning, men da de endelig finder Woody er han ikke helt sikker på at han overhovedet vil reddes.

For hos samleren er han havnet hos en masse ligesindede westernfigurer, deriblandt den trofaste hest Bullseye og cowgirlen Jessie. Da figurerne finder ud af, at de skal sælges til et museum i Japan, vil Woody dog ikke med længere, men skal han lade sine nye venner i stikken? Han må bestemme sig for hvilken verden han vil leve i, det nye vilde vesten eller blandt gamle venner hos sin gamle ejer Andy