Ogni volta che Andy si allontana dalla sua stanza, tutti i giocattoli prendeno vita. Woody è il giocattolo preferito da Andy e per questo è considerato da tutti i suoi amici il leader dei giocattoli. Il giorno del compleanno di Andy, alcuni giocattoli tra cui Rex il dinosauro e Mr.Potato, sono preoccupati che il bimbo possa ricevere nuovi giochi con cui rimpiazzarli. Woody, per tranquillizzarli, spedisce in salotto una squadra di soldatini per tenere d’occhio i regali ricevuti dal bambino. Tutto sembra andare liscio fino a quando la madre non tira fuori un ultimo regalo a sorpresa, che Andy porta di corsa in stanza per metterlo sul letto al posto di Woody, che viene scaraventato via.
Curiosi di vedere la new entry, i giocattoli si avvicinano al letto per scoprire che si tratta di un astronauta super accessoriato di nome Buzz Lightyear che non ha idea di essere solo un pupazzo ma è convinto di essere un vero Space Ranger atterrato per sbaglio sulla terra. I timori degli altri giocattoli sono confermati, Buzz diventa il nuovo giocattolo preferito di Andy.
A questo punto la gelosia di Woody da il via ad una serie di rivalità e equivoci a causa dei quali Woody e Buzz Lightyear finiranno nelle mani di Sid, il bambino vicino di casa che ama distruggere i giocattoli. I due cercheranno di tornare a casa, ma il trasloco della famiglia di Andy complicherà ulteriormente la situazione costringendo i due rivali a unirsi, disavventura dopo disavventura, per non perdere il proprio padroncino.