I Toy Story 3 vender Woody, Buzz Lightyear og resten af legetøjet tilbage, og denne gang får de selskab af endnu mere legetøj, blandt andre pindsvinet i lederhosen, Hr. Tornberg, den jordbærduftende bamse, Teddy, og Barbies nye beundrer, Ken, der er lige så charmerende, som han er forfængelig. Anders er blevet voksen og forbereder sin afrejse til college, mens Woody, Buzz, Jessie og resten af det trofaste legetøj er bekymrede for, hvad der skal ske med dem. Men ved en fejl havner de i en børnehave og bliver hurtigt inddraget i et nyt og helt vildt eventyr.
