Woody là một chàng cao bồi đồ chơi và là đội trưởng trong số những đồ chơi của cậu bé Andy Davis. Do gia đình sẽ chuyển đi một tuần trước ngày sinh nhật của Andy nên cậu được tổ chức một bữa tiệc sinh nhật sớm cùng với bạn bè của mình. Để khám phá những món quà mới của Andy, các món đồ chơi thực hiện một nhiệm vụ do thám khi bữa tiệc diễn ra. Andy được tặng một mô hình cảnh sát vũ trụ Buzz Lightyear với những tính năng ấn tượng và Buzz nhanh chóng thay thế Woody để trở thành đồ chơi yêu thích của Andy. Woody trở nên ghen tức, đặc biệt là khi Buzz Lightyear chiếm được cảm tình từ các món đồ chơi khác. Mặc dù vậy, Buzz lại nghĩ mình là một cảnh sát vũ trụ thực thụ đang trong quá trình thực hiện nhiệm vụ để trở về hành tinh của mình.

Trong một lần chuẩn bị đi ăn với gia đình tại Pizza Planet, mẹ của Andy chỉ cho phép cậu mang theo một món đồ chơi duy nhất. Sợ rằng Andy sẽ chọn Buzz, Woody cố gắng đặt bẫy để Buzz rơi xuống khe bàn. Tuy vậy, kế hoạch đã trở thành thảm họa khi Buzz bị rơi ra ngoài cửa sổ, khiến cho các đồ chơi khác đứng lên chống lại Woody và cáo buộc rằng Woody đã tiêu diệt Buzz vì ghen tỵ. Với việc Buzz bị thất lạc, Andy miễn cưỡng mang Woody tới Pizza Planet, nhưng Buzz đã trèo lên được chiếc xe của gia đình và đối chất với Woody khi họ dừng lại tại trạm xăng. Khi đang tranh luận với nhau, cả hai ngã khỏi xe và bị bỏ lại khi chiếc xe rời đi. Woody phát hiện ra một chiếc xe giao hàng của Pizza Planet và thuyết phục Buzz rằng nó có thể đưa cả hai đến trạm không gian, do Buzz vẫn nghĩ mình là một cảnh sát vũ trụ. Trong khi Woody tìm kiếm Andy tại Pizza Planet, Buzz nhìn thấy một máy gắp đồ chơi có hình tên lửa và nhảy vào bên trong với suy nghĩ đó là một con tàu vũ trụ thật. Woody đi theo Buzz đến chiếc máy, nhưng khi cả hai chưa kịp thoát ra thì Sid Phillips, người hàng xóm kế bên hay ngược đãi đồ chơi của Andy, đi đến và chơi trò chơi. Sid điều khiển chiếc máy gắp để lấy Buzz trong khi Woody cố gắng kéo Buzz lại nhưng không thành. Cả hai cùng bị gắp lên và mang về nhà Sid.

Tại nhà của Sid, bộ đôi tìm cách chạy trốn trước khi Andy chuyển đi, chạm trán với những đồ chơi bị Sid hành hạ và con chó xấu xa Scud. Trong một lần cố gắng trốn thoát, Buzz nhìn thấy một quảng cáo đồ chơi Buzz Lightyear trên truyền hình và nhận ra mình thực ra là một món đồ chơi. Không chấp nhận việc này, Buzz cố gắng thuyết phục bản thân rằng mình có thể bay, nhưng thay vào đó bị ngã xuống cầu thang và gãy cánh tay trái. Chán nản, Buzz không tiếp tục hợp tác với Woody để chạy trốn nữa. Woody kêu gọi sự giúp đỡ từ những đồ chơi của Andy nhưng họ không chịu giúp đỡ vì không tin tưởng anh. Ngược lại, những đồ chơi của Sid lại giúp sửa cánh tay trái bị gẫy của Buzz trong sự ngạc nhiên của Woody. Ngay sau đó, Sid xuất hiện với kế hoạch gắn Buzz vào một quả tên lửa, nhưng kế hoạch bị hoãn do bão. Vào đêm đó, Woody thuyết phục Buzz rằng anh ta có thể mang lại niềm vui cho Andy với vai trò một món đồ chơi, giúp cho Buzz lấy lại được tinh thần. Buổi sáng hôm sau, với sự giúp sức của đồ chơi của Sid, Woody giải cứu Buzz, khiến cho Sid sợ hãi và không còn dám phá hoại đồ chơi nữa. Woody và Buzz thoát khỏi nhà Sid đúng lúc gia đình Andy bắt đầu rời đi.

Woody và Buzz leo lên được chiếc xe tải chở đồ, nhưng Scud đuổi theo sau họ. Khi Scud cố gắng kéo Woody khỏi xe, Buzz chặn Scud lại và bị rơi khỏi xe. Woody cố gắng cứu Buzz bằng chiếc xe điểu khiển từ xa RC của Andy, nhưng do những đồ chơi khác vẫn nghĩ Woody đã làm hại bạn bè nên đã hợp sức đẩy Woody ra khỏi xe. Woody lái chiếc xe RC tới cứu Buzz và khi họ quay trở lại, những đồ chơi khác nhận ra sai lầm của mình và cố gắng đưa họ lên xe. Tuy nhiên, chiếc xe RC bị hết pin và họ bị kẹt lại. Woody châm ngòi quả tên lửa trên lưng Buzz và đưa được chiếc xe RC trở lại xe tải trước khi họ bay cao lên trời. Buzz mở cánh để giải thoát mình khỏi quả tên lửa trước khi nó nổ, lượn trên không cùng Woody và hạ cánh an toàn xuống một chiếc hộp bên trong chiếc xe chở gia đình, ngay bên cạnh Andy.

Vào ngày giáng sinh, tại ngôi nhà mới, Woody và Buzz mở một nhiệm vụ do thám mới để chuẩn bị cho những món đồ chơi mới. Khi Woody đùa rằng món quà nào có thể tồi tệ hơn Buzz, cả hai cùng cười một cách lo lắng khi khám phá ra món quà mới của Andy là một chú chó con.