《玩具总动员4》将是皮克斯的动画系列电影的第四部，主角是两个玩具：牛仔警长胡迪和太空骑警巴斯光年。《玩具总动员4》的故事将延续上集，孩子们变成了青年，玩具的回归便显得更加尴尬。当然，不排除皮克斯开辟新的故事方向，将系列电影更好地发展下去。

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儿园。 伍迪尽力劝解大家，却收效甚微，只得独自黯然离开。巴斯光年他们原本以为将重新回到往昔的快乐时光，不料却陷入一场阴谋之中……

欧文的叔叔在经营着一家以动物表演闻名的马戏团，但一场大火却让叔叔意外去世，马戏团的表演场也全部化为灰烬。此时，继承马戏团的重担落在了欧文身上，但他却显得犹豫不决，而在叔叔的葬礼上，欧文的大伯霍勒肖放话要继承马戏团和宝藏，小丑红鼻头也将一盒贴着“绝对不能吃”的动物饼干交给了欧文，令局势更加混乱……

西蒙很胆小，他的烦恼是被梦中情人忽视。最近，他还担心被长相与自己一样、性格却完全相反的詹姆斯取代。

在富人聚居的地方必然会有贵族学校。16岁的切尔就是这类学校中的佼佼者。她聪明、漂亮、富有。家里父母宠爱，学校里与老师同学的人缘也不错，自然也成为小伙子们追逐的目标。除了约会、逛商店，剩余的精力还用在为相爱而又未及明言的老师间牵红线搭鹊桥上。