Im Kinderzimmer von Andy hat die Hauptfigur, Cowboy-Sheriff Woody, das Sagen, denn er ist Andys Lieblingsspielzeug. Doch ein paar Tage vor dem Umzug der Familie erhält Andy zum Geburtstag den modernen Space-Ranger Buzz Lightyear. Die Spielzeuge aus Andys Zimmer sind von ihm begeistert, schließlich ist er mit den modernsten Raffinessen ausgestattet, die ein Spielzeug nur haben kann. Plötzlich ist Woody nicht mehr das unangefochtene Spitzen-Spielzeug und will aus Eifersucht Buzz loswerden. Woody versucht Buzz und den anderen Spielzeugen immer wieder klarzumachen, dass Buzz nur ein Spielzeug sei, weil sich Buzz für den echten Buzz Lightyear hält, und spielt Buzz’ Fähigkeiten herunter. Schließlich verübt er ein Attentat auf ihn, indem er beabsichtigt, Buzz in eine dunkle Ecke des Kinderzimmers zu stoßen. Doch der Versuch schlägt fehl, Buzz wird versehentlich aus dem Fenster geschleudert und landet im Vorgarten. Die anderen Spielzeuge sind nicht in der Lage, ihm zu helfen, und ächten Woody, weil es für ein Spielzeug einem Todesurteil gleichkommt, sich in der Nähe des Nachbarjungen Sid zu befinden. Denn er probiert an wehrlosen Spielzeugen die grausamsten Foltermethoden aus.
Während sich die Spielzeuge noch streiten, nimmt Andy Woody zu einem Ausflug ins Erlebnislokal Pizza Planet mit. Buzz gelingt es, der beängstigenden Zukunft im Vorgarten zu entfliehen, indem er sich am Auto von Andys Mutter festhält, als es die Einfahrt verlässt. Als das Auto an einer Tankstelle hält, verlässt Andy es kurz. Kaum ist er außer Hörweite, geraten Woody und Buzz in einen handgreiflichen Streit, in dessen Verlauf beide aus dem Auto fallen und alleine bei der Tankstelle zurückbleiben. Doch sie haben Glück: Wenige Minuten später hält das Auto eines Pizza-Planet-Mitarbeiters neben ihnen. Woody begreift, dass eine heimliche Mitfahrt in diesem Auto die einzige Chance ist, zurück zu Andy zu finden. Doch er weiß, dass er Buzz mitnehmen muss, um das Missverständnis seines Unfalls aufklären zu können.
In der Pizza-Planet-Filiale verstecken sich die beiden in einem Spielautomaten. Kurz darauf entdeckt sie der Nachbarsjunge Sid, der sie mit nach Hause nimmt. In dessen Zimmer lebt eine große Anzahl entstellter und aus verschiedenen Bauteilen zusammengesetzter Spielzeuge. Sid fesselt Buzz an eine Rakete, um ihn am nächsten Tag in die Luft zu schießen. Buzz und Woody wollen fliehen, doch alle Versuche scheitern. An einem Werbespot im Fernsehen und der Funktionslosigkeit seiner Ausrüstung erkennt Buzz schließlich, dass er in Wahrheit nicht der echte Space-Ranger ist, sondern nur ein Spielzeug. Daraufhin verfällt er in eine Depression und wehrt sich nicht gegen den brutalen Sid. Zusammen mit den Spielzeugen aus Sids Zimmer kann Woody Buzz retten. Die Spielzeuge erteilen Sid eine Lektion, indem sie sich vor ihm lebendig zeigen, so dass er aufhört, Spielzeuge zu quälen. Woody und Buzz gelingt die Flucht.
Die beiden erreichen zwar Andys Wohnung, aber die Umzugsfuhre ist bereits gepackt und die Familie fährt ihnen vor der Nase davon. Andy ist unglücklich, seine beiden Lieblingsspielzeuge verloren zu haben und nicht mit in die neue Wohnung nehmen zu können. Nach dem gescheiterten Versuch, den Umzugswagen mit einem ferngesteuerten Spielzeugauto zu verfolgen, kommt Woody auf die Idee, Sids Rakete zu zünden, die Buzz immer noch auf dem Rücken gebunden trägt. Das Manöver glückt tatsächlich, und beide Spielzeuge fliegen durch das Schiebedach ins Auto. Andy findet sie sofort im Umzugskarton und ist überglücklich, beide wiederzuhaben. Die beiden Helden erkennen, dass es nicht nur darauf ankommt, das beste Spielzeug zu sein, sondern von einem Kind geliebt zu werden. Als Team haben sie es geschafft, Andys Herz zu erobern. Aus den ehemaligen Konkurrenten sind schließlich Freunde geworden. Am Ende, welches an Weihnachten spielt, bekommen die Spielzeuge mit, dass Andy nun einen Hund zu Weihnachten bekommen hat.
