在一個風雨交加的夜晚，邦妮（艾米麗·哈恩配音）跟隨媽媽行駛在漫長的公路上。后備箱內，邦妮的寶貝玩具牛仔胡迪（湯姆·漢克斯配音）、巴斯光年（蒂姆·艾倫配音）、杰西（瓊·庫薩克配音）等圍坐在一起看恐怖電影打發無聊時光。突然，汽車意外爆胎，邦妮母女只得在一家名為"好夢"（SleepWell）的汽車旅館歇腳，等待第二天救援車的到來。夜深人靜，玩具們紛紛外出探險，可當他們再聚攏一起時，卻發現蛋頭先生不見了蹤影。胡迪等人分頭尋找過程中，伙伴們接連離奇消失。杰西因幽閉恐懼癥發作被困通風管道時，意外發現旅館地下室存在收藏玩具的神秘裝置。原來旅館老板企圖將玩具永久封存，已失蹤的玩具們正被囚禁于此。杰西克服心理障礙穿越密道，在伙伴們配合下啟動逃脫裝置，最終全員在邦妮母女離開前成功返回車內。這場驚魂夜讓玩具們深刻意識到彼此守護的重要性，而他們始終不知情的冒險經歷，最終以邦妮發現車后窗留下的神秘劃痕作為隱秘見證。