Woody en Bo Peep zijn stapelverliefd op elkaar en leven gelukkig samen. Dit maakt het des te meer pijnlijk wanneer zij plotseling wordt weggegeven. Hierop start Woody samen met zijn kameraad Buzz Lightyear een zoektocht om haar terug te krijgen. De cowboy en de astronaut beleven een avontuur vol opwinding en gevaar, want Bo Peep blijkt niet zo makkelijk te vinden.