Revoilà donc Woody avec tous ses copains de coffre à jouets : Buzz l'éclair, ZigZag le chien, Monsieur Patate, Rex le dinosaure... Pour l'heure, notre cow-boy de bac à sable se prépare à partir avec Andy en colonie de vacances. Seulement voilà, un petit garçon n'est pas toujours soigneux et Woody se retrouve avec un bras déchiré au moment du départ : résultat, Woody reste consigné sur l'étagère. C'est là qu'il retrouve le pingouin Siffli, qui est cassé et mis au rebut. Seulement après le départ d'Andy, les ennuis commencent : Maman envoie quelques jouets à la brocante. Woody, n'écoutant que son courage, va rechercher Siffli... et est volé par un collectionneur. Notre ami découvre qu'il fut jadis le héros d'une série télévisée. Il rencontre sa fiancée Jessie, le prospecteur Pépite et le cheval Pil Poil, en même temps qu'il apprend qu'il va être envoyé à Tokyo dans un musée du jouet. Ses amis n'en restent pas là et une équipe de secours se lance à sa recherche afin de le ramener chez Andy. Après moult péripéties, l'équipe retrouve un Woody décidé à finir ses jours dans un musée. Il faudra toute la philosophie de Buzz pour rappeler au cow-boy qu'un peu de l'amour d'un enfant vaut mieux qu'une éternité en vitrine. Et c'est Woody, Jessie et Pil Poil qui retrouvent Andy à son retour de vacances.