Woody le cowboy, Buzz l'Eclair et les autres jouets se retrouvent confrontés à ce qui devait bien arriver un jour : le départ d'Andy pour l'université...
Au Quartier Général, le centre de contrôle situé dans la tête de la petite Riley, 11 ans, cinq Émotions sont au travail. Lorsque la famille de Riley emménage dans une grande ville, avec tout ce que cela peut avoir d’effrayant, les Émotions ont fort à faire pour guider la jeune fille durant cette difficile transition.
Carl Fredricksen, vendeur de ballons à la retraite, s’envole vers le ciel en attachant des milliers de ballons à sa maison. Un jeune garçon nommé Russell devient un passager clandestin de son voyage.
Bob Paar était jadis un super-héros. Mais aujourd'hui, Mr. Indestructible est expert en assurances. Il bondit sur l'occasion lorsqu'on l'appelle pour une mission secrète. Mais derrière cette alléchante proposition se cache un génie malfaisant.
Durant la nuit, de drôles de monstres terrifient les enfants et récoltent leurs cris pour en faire leur principale source d'énergie. Mais Sulli, l'un d'entre eux, permet sans le vouloir à Bouh, une petite fille, de pénétrer dans leur monde.
Nemo, un jeune poisson-clown, s'égare de son récif de corail et se perd dans le vaste océan. Son père Marin part à sa recherche et affronte divers dangers pour le retrouver.
Tilt, fourmi tête en l'air, détruit par inadvertance la récolte de la saison. Cette bévue rend rendre fou de rage le Borgne et sa bande de sauterelles. Tilt décide alors de quitter l'île pour recruter des mercenaires capables de chasser le Borgne...
Au moment où Joe pense que son rêve est désormais à portée de main, un pas malencontreux l’expédie dans un endroit fantastique où il est obligé de réfléchir à nouveau à la signification d’avoir une âme. C’est là qu’il se lie d’amitié avec 22, une âme qui ne pense pas que la vie sur Terre soit aussi bien que ce qu’on veut bien lui faire croire...