时代设定在距离前作约20年后的西历2220年，大和号已经沉入了深海17年。但此时对人类来说最宝贵的地球却受到了前所未有的大危机，它将在半年后被不断向地球移动的黑洞卷入。这个黑洞有着300倍于太阳的质量，它巨大的重力影响下，连光线都能完全吸入，并迅速地向地球逼近。受此威胁，3亿地球人决定移民到距地球二万七千光年的星球。由地球联邦组织移民船队，准备搬到跑地球2万7千光年的恒星系阿玛尔居住。但却受到神秘的大舰队的攻击。导致第一次和第二次的船队都遭到毁灭。于是，古代进作为第三次移民团的护卫舰司令，乘坐着从冰冷的海

小主人拥有一屋的玩具。其中他最爱的是牛仔玩偶胡迪，胡迪因此成为众玩具的老大。一天，小主人带回了一个新的玩意：太空战警巴斯光年。巴斯光年长相新奇，功能先进，令小主人爱不释手，威胁到了胡迪的地位。胡迪千方百计要赶走巴斯，一不小心二人一起掉出了房间窗口外，邻居的恶狗在狂吠，邻居的小孩是一个玩具虐待狂，胡迪巴斯能不能化敌为友，消灾解难？

自从上集牛仔伍迪救回巴斯光年之后，他一直和其他玩具一起快乐的生活在小主人家。一次，小主人参加夏令营，伍迪因为旧而没被带去。留在家的伍迪被一个玩具收藏家发现了，认为他是近代最具代表性的玩具。于是将伍迪被偷了出来放在博物馆内展览。家里的玩具都很担心伍迪，因此巴斯光年自告奋勇去寻找伍迪，但当他们发现伍迪在展览馆时， 伍迪却似乎不再愿意回去过那平凡的生活。

公元2065年,地球上充满了毁灭和混乱,城市荒芜,人口被大批残杀,整个世界造到外星生命的重创,他们通过独特的方式侵袭地球上的一切生命,少数生存下来的地球人开始反抗这些外星敌人。

距离地球600光年的无氧星球上，人类只剩下最后一对母女。为了人类种族的延续，母女二人相爱相杀……