又是一年圣诞节到来，邦妮在摆放着圣诞树的房间里和伙伴们玩耍，玩具们乐得和小主人玩耍，但是三角龙崔茜（克里斯汀·沙尔 Kristen Schaal 配音）似乎对自己不被当作恐龙看待多有不满。少顷，妈妈喊邦妮一起去梅森家过节，邦妮匆匆将伍迪、巴斯光年、雷克斯、崔茜以及新来的天使Kitty猫塞入包中后出发。到了梅森家，邦妮惊讶地发现这个男孩正沉湎于电子游戏中，稍作迟疑后，她便将书包丢到了梅森的玩具房。伍迪他们爬了出来，发现这里仿佛是失落了已久的玩具世界。未过多久，他们进入了一个全部由恐龙战士组成的王国。以恐龙将军（凯文·麦克基德 Kevin McKidd 配音）为首的战士们脑子里只有战斗和侵略，似乎忘记了作为玩具的使命。

火星男友Gardner（阿沙·巴特菲尔德饰）从天而降，一段关于亲情与爱情的寻觅之旅跨星际上演。16岁的火星男孩Gardner回到地球，带着对一切新奇美好的向往冲破科学家及医护人员的防护，与名叫Tulsa（布丽特妮·罗伯森饰）的地球少女，展开了一段动人心弦的历险，一起追寻自己的出生之谜，一起品尝纯真初恋……