Woody, Buzz et leurs amis appartiennent maintenant à la petite Bonnie ! Et cette dernière fait sa rentrée à la maternelle, où les jouets sont interdits. La petite fille se fabrique alors un jouet à partir d'une fourchette, Forky, qui devient vite son nouveau meilleur ami. Mais lors d'une sortie familiale, Forky s'échappe, et Bonnie est inconsolable. Woody décide alors de partir à sa recherche...