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Helen tiene que liderar una campaña para que los superhéroes regresen, mientras Bob vive su vida "normal" con Violet, Dash y el bebé Jack-Jack. Su misión se va a pique cuando aparece un nuevo villano con un brillante plan que lo amenaza todo. Pero los Parr no se amedrentarán y menos teniendo a Frozono de su parte.

Cuando Andy se va de campamento dejando solos a los juguetes, Al McWhiggin, un compulsivo coleccionista de juguetes valiosos, secuestra a Woody. Buzz Lightyear y los demás juguetes tendrán que actuar con rapidez si quieren rescatarlo. Durante la operación de rescate no sólo tendrán que afrontar múltiples peligros, sino que también vivirán divertidas situaciones.