距上一次的冒险已经过去11个年头,转眼间安迪变成了17岁的阳光男孩。这年夏天,安迪即将开始大学生活,他必须将自己的房间收拾整齐留给妹妹。此前,胡迪与巴斯光年等玩具一直期待安迪再和他们玩耍,但是随着岁月的流逝,他们被冷落在箱子里很久了。安迪十分珍惜这些童年的玩伴,于是准备将他们收在阁楼。谁曾想,妈妈却把玩具们当作废物扔到街道上。玩具们误解了安迪,于是愤然出走,宁可被捐赠到阳光之家幼儿园。
伍迪尽力劝解大家,却收效甚微,只得独自黯然离开。巴斯光年他们原本以为将重新回到往昔的快乐时光,不料却陷入一场阴谋之中……。米奇·马丁(卢克·威尔森 Luke Wilson 饰)、弗兰克·理查德(威尔·法瑞尔 Will Ferrell 饰)和伯纳德·坎贝尔(文斯·沃恩 Vince Vaughn 饰)是三人自大学时期就感情笃深的死党。毕业后数年,他们有了各自的小圈子,但心中对友情的看法始终没有改变。某晚,米奇回家后撞见女友正在大开性派对,他愤怒之下搬了出来,并落脚在母校附近的一幢屋子中。与此同时,弗兰克和伯纳德各自的生活也出现问题,他们相继聚到米奇的寓所。伯纳德打算仿照大学宿舍的模式,将这里设立成不被世俗侵扰的兄弟会。
大学的生活自由自在,又没有该死的校规限制,这让三个大男孩找到久违的快乐……。