크리스마스에 보니를 따라 메이슨의 집으로 가게 된 우디와 버즈 그리고 토이 친구들. 대저택에서 사는 메이슨은 크리스마스에 메트로폴리스 공룡세트와 게임기를 선물로 받지만, 게임기에 정신이 팔려 장난감들에게는 관심도 없다. 메이슨의 장난감 속에서 우디와 버즈 그리고 토이 친구들은 자신들이 장난감임을 인식하지 못하는 렙틸러스 막시무스와 공룡들을 만나게 되고 원하지 않는 전투 배틀에 참여하게 된다.
한편, 자신이 장난감이란 사실을 알고 있지만 그 사실을 모르는 다른 공룡들을 속이며 메트로 폴리스를 지배하고 있는 악당 클레릭은 공룡들에게 자신의 비밀을 밝히려는 우디와 버즈 그리고 렉스를 제거하려고 하는데...