Atrapado en un planeta hostil a 4,2 millones de años luz de la Tierra junto a su comandante y su tripulación, Buzz Lightyear intenta encontrar la manera de volver a casa a través del espacio y el tiempo. Pero la llegada de Zurg, una presencia imponente con un ejército de robots despiadados y una agenda misteriosa, complica aún más las cosas y pone en peligro la misión.