许多年以后的某一天，胡迪他们原本平静的生活再次被打破，主人家新添了一个智能机器人。这个机器人有着最先进的程序，它看不起这些传统的玩具们，认为它们老旧又无趣。

智能机器人开始抢占玩具们的地盘，还经常向小主人献殷勤，试图让小主人只喜欢自己。胡迪决定带领大家反抗，他们先是联合起来制造一些小麻烦给智能机器人，比如故意在它要展示功能时设置障碍。

但这并没有让智能机器人退缩，反而更加变本加厉。就在玩具们感到绝望的时候，小主人发现智能机器人的冷漠，它只是机械地执行命令而没有感情。相比之下，胡迪他们充满温情和回忆。于是小主人重新重视起这些传统玩具，把智能机器人放到角落。玩具们欢呼起来，又恢复了往日的欢乐时光，它们深知友情和陪伴才是最重要的，无论科技怎么发展也替代不了。

然而，没过多久，小主人参加了一场科技展。在展会上，他看到了一款超级智能的互动玩具，这款玩具不仅拥有超高的智商，还有模拟情感的能力。小主人被深深吸引，将其带回了家。

这个新玩具刚到家就表现出极大的亲和力，它主动找胡迪聊天，还表示很羡慕玩具们之间深厚的友谊。胡迪他们一开始很警惕，但慢慢地发现这个新玩具并无恶意。

新玩具告诉他们，外面的世界正在快速变化，有许多像它一样的新型玩具渴望真正的友谊，而非仅仅竞争。胡迪听后深受触动，他决定带着伙伴们走出房间，去外面的世界看看。

于是，胡迪带领着玩具们踏上了奇妙的旅程，他们要去寻找更多可以成为朋友的新型玩具，也要把友情的真谛传递出去，从此开启了一段充满未知与惊喜的冒险之旅。

胡迪和伙伴们走出家门后，发现外面的世界充满了各种各样新奇的东西。他们来到了一个巨大的玩具集市，这里到处都是新型玩具。有的玩具能够在空中自由飞翔，有的玩具可以变换成各种形状。

胡迪他们有些不知所措，但还是鼓起勇气上前打招呼。刚开始，新型玩具们对这些传统玩具投来了异样的眼光，可是当胡迪讲述了他们之间的故事后，新型玩具们渐渐露出了友善的笑容。

他们一起玩耍、分享彼此的经历。胡迪发现，尽管大家形态各异、功能不同，但对友谊的渴望是相同的。

然而，就在这时，一阵狂风突然刮起，原来是一个巨型清洁机器人误闯进了玩具集市。它不分青红皂白地开始清扫，许多小玩具四处奔逃。胡迪大喊一声，所有玩具团结起来，利用各自的优势对抗清洁机器人。最终，成功阻止了它。这次事件之后，玩具们的关系变得更加紧密，胡迪知道，他们的友谊之旅还很长很长。

经过这场风波，胡迪和伙伴们在玩具集市更受尊重了。他们继续探索，遇到了一个神秘的玩具屋。屋里传出美妙的音乐声，好奇的他们走进屋内。里面有一个古老的音乐盒玩偶，她说自己知晓许多玩具的秘密往事。

音乐盒玩偶告诉他们，在遥远的地方有一座玩具城堡，如果能到达那里，就能找到一种神奇的力量，可以让所有玩具永远不会被抛弃。胡迪心动了，决定带领伙伴们前往。

途中，他们遭遇一条由废旧电池组成的大蛇。大蛇不断喷出电流攻击，胡迪指挥大家相互配合，有的吸引大蛇注意力，有的趁机破坏大蛇的关节。经过艰苦战斗，终于打败大蛇。