伝統的なカウボーイ人形「ウッディ」は、小さな主人アンディのお気に入りのおもちゃだったが、人気おもちゃ「バズ・ライトイヤー」が来てからウッディは寵愛を失ってしまう。バズを追い出そうとしたウッディは、かえって他のおもちゃたちから見放され、その後思いがけずバズと共に命の危険に陥る。こうして二人のライバルの冒険の旅が始まった。バズ・ライトイヤーはもともと地球を救うスペースレンジャーだと信じていたが、後に自分がただのおもちゃだと知り落ち込んでしまう。バズが絶望に沈む中、ウッディはおもちゃ虐待狂の家から脱出しようと画策する。アンディの引越しが迫り、二人は小さな主人を失おうとしていた。ウッディとバズは協力し合わなければ脱出できない。