小主人安迪家境富裕，擁有一屋玩具。其中牛仔玩偶胡迪因最受寵愛而成為眾玩具的領袖。當安迪出門時，玩具們會以自主意識活動。某日安迪帶回新型太空戰警巴斯光年，其酷炫外觀與先進功能令安迪愛不釋手，嚴重威脅胡迪的地位。為維護自身地位，胡迪設計驅逐巴斯，卻意外導致兩人共同墜落屋外。面對鄰居家的惡犬群和以破壞玩具為樂的小孩漢克，胡迪與巴斯被迫合作脫險。過程中巴斯逐漸意識到自己并非真正的太空戰士而是玩具的本質，最終與胡迪達成和解。兩人聯手運用巴斯的可動部件優勢，在漢克家中制造混亂后成功逃脫，并在安迪搬家前夜及時返回房間，恢復了玩具世界的正常秩序。