Nesta sequência, Woody, Buzz Lightyear, Jessie e outros brinquedos 'veteranos' acompanham o crescimento da pequena Bonnie, enfrentando novos desafios na era digital. Com a chegada de produtos tecnológicos cada vez mais presentes no mundo infantil, uma nova leva de personagens high-tech faz sua estreia: o tablet inteligente em forma de sapo, Xiao He; o brinquedo de navegação fofo, Xiao Bu Diu; o fotógrafo energético, Xiao Pai Xia; e o pequeno travesso que é uma piada à parte. Quando os amigos da mesma idade começam a se envolver com a 'companhia eletrônica' dos brinquedos tecnológicos, os brinquedos tradicionais enfrentam um dilema sem precedentes: será que a era dos brinquedos acabou, num mundo dominado pelas telas? Em meio à crise de 'substituição', esses amigos conseguirão se unir para ajudar Bonnie a redescobrir a verdadeira amizade e a alegria?
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