距上一次的冒险已经过去11个年头,转眼间安迪(约翰·莫里斯 John Morris 配音)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,伍迪(汤姆·汉克斯 Tom Hanks 配音)与巴斯光年(蒂姆·艾伦 Tim Allen 配音)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
秘密特工伊森(汤姆•克鲁斯 Tom Cruise 饰)隐藏了真实身份,准备和女友安心生活。这时,他突然接到了上级的电话。超市接头时,同僚向他传达了新的任务命令。任务中,他和黑人老搭档以及两位女将林赛(凯丽•拉塞尔 Keri Russell 饰)和珍(李美琪Maggie Q 饰)并肩作战,在攻入某大厦寻找一个名叫“兔子腿”的证物时,不幸中了埋伏,结果林赛当场阵亡。因为被控失职,汤姆身心背负了巨大的痛苦,在跟上司闹翻之后,他执着地追查着这起事故的起因,却在死者遗留的秘密视频中发现了一个惊天大秘密。为了给死者报