有了上一次历险经历，安迪和他的布艺牛仔胡迪、巴斯光年等玩具伙伴之间的友谊日增。妈妈不在家的时候，安迪和他的一堆玩具伙伴打成一片其乐融融。有一天玩耍嬉闹正带劲的时候，安迪不慎撕坏了胡迪的一只胳膊。胡迪被安迪丢弃在书架的角落里，伤心的胡迪郁郁寡欢，担心主人安迪会将它抛弃。安迪的妈妈带他去牛仔集中营度假。临走前，妈妈集中处理掉一些他过时的玩具，企鹅“吱吱”就在其中。眼看着平日里一块玩耍嬉闹的伙伴即将被抛弃，胡迪奋不顾身地前去营救。谁曾想，企鹅“吱吱”算是从旧货收购商的手里营救出来，胡迪自己却不幸落入旧货商艾尔的手中。发现布艺牛仔胡迪，对于旧货商艾尔来说无疑是一个重大的发现。在胡迪被艾尔带回家放进一个玻璃罩的时候，胡迪发现这里有许多的玩具都为自己的到来欢欣鼓舞。原来，胡迪是艾尔苦心孤诣搜罗的牛仔玩具中的其中一件。胡迪、“红心”坐骑、“邋遢”矿工和翠丝小姐是曾经红极一时的卡通片中的人物，胡迪作为警探是这部剧集中的主角。有了布艺牛仔胡迪，艾尔的收藏玩具将在日本东京博物馆卖一个大价钱。主人安迪去了集中营度假，平日里胡迪不在家时领着大伙一块玩耍的胡迪不幸被旧货商带走，巴斯光年再也坐不住了。在巴斯光年的组织提议下，包括“弹簧狗”、“抱抱龙”在内的一支精干营救小分队出发了。经过巴斯光年认真分析，营救小组很快找到旧货商艾尔的玩具工厂。在玩具工厂打探胡迪的过程中，巴斯光年看到了成群结队的“巴斯光年”玩具，同时还有它的死对头索克。历尽千辛万苦，巴斯光年终于找到胡迪，可此时的胡迪因为不愿意看到翠丝小姐伤心难过，决定和翠丝小姐一起被艾尔卖到东京博物馆。艾尔将胡迪的胳膊修葺一新。容光焕发的胡迪连同翠丝、红心、邋遢矿工装进一个箱子带往机场。巴斯光年带领的营救小分队追到机场，从行李传送带上救回胡迪和他的牛仔伙伴，在主人安迪结束假期前回到家里，重新过着快乐幸福的玩具大家庭生活 。