カウボーイ人形のウッディはアンディ少年の大のお気に入り。だがそれも誕生日プレゼントでアクション人形バズ・ライトイヤーを手にするまでの事だった。NO．1の座を奪われたウッディは何とかバズをこらしめようとするが、バズはバズで自分が本物のスペース・レンジャーだと思い込んでいる有り様。そんな二人がふとしたいざこざから外の世界に飛び出してしまう。なんとか我が家へ帰還しようとする二人だが、なんとアンディの隣に住む悪ガキのシドに捕まってしまった……。

23歳のモリーは、創業113年を誇る“マゴリアムおじさんの不思議なおもちゃ屋”の雇われ支配人。そこは愉快なマゴリアムおじさんの魔法でおもちゃたちが命を吹き込まれたように動き回り、子どもたちを楽しませる、すばらしい店だった。そんなある日、243歳を迎えたマゴリアムおじさんが突然引退を宣言し、後継者にモリーを指名する。だが代替わりに不満を抱いたおもちゃたちや店そのものが反抗を始め、モリーは戸惑う。