故事是从伍迪一行玩具到邦妮家后（邦妮就是在《玩具总动员3》中最后从安迪手中接手了伍迪他们的小妹纸）认识新朋友开始，描绘了在圣诞节之后，孩子们正在玩耍的时候，伍迪和巴斯等玩具们将面对新的英雄玩具们，但其实这些新人们都是危险人物……
又是一年圣诞节到来，邦妮在摆放着圣诞树的房间里和伙伴们玩耍，玩具们乐得和小主人玩耍，但是三角龙崔茜（克里斯汀·沙尔 Kristen Schaal 配音）似乎对自己不被当作恐龙看待多有不满。少顷，妈妈喊邦妮一起去梅森家过节，邦妮匆匆将伍迪、巴斯光年、雷克斯、崔茜以及新来的天使Kitty猫塞入包中后出发。到了梅森家，邦妮惊讶地发现这个男孩正沉湎于电子游戏中，稍作迟疑后，她便将书包丢到了梅森的玩具房。伍迪他们爬了出来，发现这里仿佛是失落了已久的玩具世界。未过多久，他们进入了一个全部由恐龙战士组成的王国。以恐龙将军（凯文·麦克基德 Kevin McKidd 配音）为首的战士们脑子里只有战斗和侵略，似乎忘记了作为玩具的使命。崔茜她们更被逼迫参加角斗搏杀…
