Andy berangkat ke Cowboy Camp, meninggalkan mainannya sendiri. Keadaan menjadi semakin rumit ketika seorang kolektor mainan yang obsesif bernama Al McWhiggen, pemilik Al's Toy Barn menculik Woody. Mainan-mainan Andy melakukan misi penyelamatan yang berani, Buzz Lightyear bertemu dengan lawannya dan Woody harus memutuskan di mana ia dan hatinya benar-benar berada.

Kekacauan terjadi di museum sejarah alam ketika penjaga malam Larry Daley secara tidak sengaja menimbulkan kutukan kuno, membangunkan Attila the Hun, pasukan gladiator, Tyrannosaurus rex, dan barang pameran lainnya.