Энди пошел в колледж, а Вуди, Базз и остальные игрушки попали в детский сад под названием Саннисайд. Здесь правит плюшевый мишка по имени Лотсо, но быстро становится очевидным, что в Саннисайде не все так солнечно ... Disney / Pixar Toy Story 3 проведет вас через приключения игрушек, которые приведут их в Саннисайд и за его пределы, а также по местам не видно в фильме, например, воображение Бонни, подпитываемое кофеином.
В игре есть два разных режима. Первый - это сюжетный режим, в котором игрушки пересказывают события фильма своим новым друзьям. В этом режиме игроки берут под свой контроль Вуди, Джесси и Базза, у каждого из которых есть свои уникальные движения, которые помогают им исследовать мир. Story Mode пересматривает представление Энди о Вуди на диком западе, позволяет игрокам играть в видеоигру Buzz Lightyear, показанную в начале Toy Story 2, вырывает их из Саннисайда в скрытом режиме и даже переносит их в Пекарню с привидениями! На каждом уровне есть секретные карты, спрятанные повсюду - эти карты открывают особые бонусы, такие как концепт-арт, создание короткометражного фильма и, что самое главное, новые игрушки для режима Toy Box.
Режим Toy Box - это более глубокий опыт, чем режим истории. В этом режиме игроки могут исследовать весь мир Woody's Roundup как Вуди, Базза или Джесси (а также за Императора Зурга в версии для PlayStation 3). В этом режиме игроки строят город для мэра Хамма, используя деньги, которые они находят, выполняя миссии, которые могут быть любыми: от спасения коров до разрушения плотины, фотографирования людей или мест, гонок на гигантской каскадерской трассе и т. д. ловить грабителей банков и бросать их в тюрьму, да что угодно!