En route vers la Terre, le pilote Buzz Lightyear effectue une manœuvre risquée et brise son navire intergalactique en sauvant la vie de centaines de passagers. Immobilisé par l’accident sur une planète hostile, il est rongé par les remords. Le brave astronaute se lance alors à la recherche de solutions et découvre une brèche spatiotemporelle. Il l’emprunte et se retrouve plongé dans une série d’aventures qui demandent courage et intelligence.
Ce nouveau volet de la franchise Toy Story reste fidèle à l’esthétique des éditions précédentes. Le parcours du protagoniste est parsemé de situations qui soulignent ses qualités exceptionnelles et de rencontres avec des personnages sympathiques, et souvent grotesques.