当“晴园阅览室”的生涯渐渐结束，刘培文终于可以静下心来，专心于《玩具总动员3》的创作。
对于刘培文来说，《玩具总动员》一直是一个透过玩具视角，聚焦成长的故事，而这个故事的终结，就是第三部。
在《玩具总动员2》里，刘培文给玩具们设置了一个核心问题：“陪伴一个孩子长大还是进入博物馆面对更多的孩子？”
在最终的剧情中，胡迪选择了前者，因为爱与家庭才是玩具所存在的真实意义。
但这个选择并没有解决其衍生的新问题，那就是“孩子总会长大的，有一天他真的不再需要玩具时，怎么办？”
《玩具总动员3》要解决的就是这个问题。
整个系列里，《玩具总动员3》的时间跨度巨大。但这也将会是一次完美告别。
想到这里，刘培文率先写下了整个故事的“前言。”
【我们都曾被人宠爱，活在一个充满快乐与幻想的世界，但某一天，现实的残酷打破了一切，哪怕我们拼命努力，却依然找不回曾经的一切。
有人愤怒绝望，有人随波逐流，但我相信，无论如何，爱与时间是这个世界上最好的熨斗，它会让一切再次平静。
让我们用这一次的旅程来说再见吧。】
故事是另一个夏天，时间飞逝，“开心”已经从一个六七岁的小朋友长成了18岁的少女，而即将步入大学生活的她即将暂时离开这座城市，也是时候跟自己的“童年生涯”做一个正式的告别了。
在妈妈的催促声中，开心收拾着这些玩具，她打算只留下胡迪陪自己去大学，剩下的玩具则是都打包放进阁楼里。
但是没有标识的袋子让妈妈误以为那是开心乱丢的垃圾，于是把他们都提了出去准备丢掉。
胡迪见状立刻前去营救，却发现玩具们已经偷偷逃了出来，大家汇聚在汽车的尾箱里，其他玩具都不相信开心只是想把它们放到阁楼。
此时汽车发动，妈妈准备把车上的儿童用品都送到阳光托儿所去。
玩具们干脆都爬进了捐赠的箱子里，最终被留在了阳光托儿所。玩具们看到这里有很多孩子可以陪着他们玩，都想留在这里。
托儿所的玩具老大是“草莓熊”，他告诉玩具们，这里是玩具们的天堂，他们不再会被主人遗弃，因为会有源源不断的孩子陪他们玩耍。
相信了草莓熊的玩具们已经被这里吸引，他们被安排在某一间教室，任凭胡迪如何劝说也不愿意离开。
胡迪只得独自回家，可惜回家的路上他意外掉落，被小女孩邦妮捡到，把他当成了捡来的玩具，带他回家玩耍。
邦妮对待胡迪非常好，把它放在一旁一起过家家，与它日夜生活在一起，胡迪仿佛回到了当初跟开心玩耍的小时候。
与胡迪的境遇相反，托儿所里的玩具们遭遇到了一群前所未有的“暴力小孩”，他们每一个人都是当初的“阿薛”，只顾释放自己，从来不会爱惜玩具。
与他们不同，隔壁草莓熊的房间却是一片祥和、好不惬意，因为那明显是年龄更大的孩子的房间。
夜晚孩子们离开后，被拆卸、污染、磨损的玩具们都很受伤，巴斯光年见状，决心找草莓熊谈判，意外发现草莓熊一伙的秘密基地后被洋娃娃抓到。
草莓熊看巴斯光年很有领导能力，邀请他加入团队——巴斯可以到他们的房间来，其他玩具不行。巴斯当然不会答应。
策反巴斯未果，草莓熊很生气，他让手下把巴斯控制住，还给它调整成了出厂模式。
此时玩具们通过蛋头太太遗落的眼睛终于发现开心确实没有丢掉他们的打算，于是决心离开这里返回开心的家，但却被被重置的巴斯光年抓捕。
另一边，当胡迪在邦妮家听说了阳光托儿所里玩具的遭遇，决心回去营救自己的朋友。
众人一番努力，终于逃脱，巴斯却被调成了西班牙模式。
当他们穿过层层巡逻，逃到一个垃圾通道时，草莓熊出现，将众人再次抓捕，打算把它们都推进垃圾箱。
情急之下，胡迪用草莓熊前主人黛西的名牌改变了洋娃娃的态度，同时也指出了草莓熊因为自己被抛弃，就不愿让同伴找回主人的事实。最终洋娃娃举起草莓熊，把它扔进了垃圾箱，大家顺利获救。可是为了救一个三眼仔，胡迪再次被草莓熊拖进垃圾箱，众人为了拯救胡迪，纷纷跳进了垃圾车里。
很快，垃圾车到达了垃圾处理厂，玩具们与垃圾一起被推进了垃圾堆。
在垃圾分拣时，胡迪听到了草莓熊的求救，他最终还是决定救下它，然而前方就是焚烧炉，当草莓熊看到暂停按钮时自告奋勇说要去关闭传送带，可惜爬上去之后，却转身离开，将玩具们抛弃。
千钧一发之际，还是之前的几个三眼仔操纵着爪机救下了众人。
自此玩具们重新回到了开心家，而自私离开的草莓熊却被垃圾车的工人绑在了卡车上，永远地失去了自由。
如果是前两部，那么也许故事到这里就应该结束了，又是一个美妙的冒险与最终的大团圆。
可是开心已经十八岁了，再见已无可避免。不想与玩具朋友们分开的胡迪写下一张纸条，引导开心把这些玩具送给小女孩邦妮——她跟开心一样，是一个爱护玩具的小孩。
开心抱着玩具找到了邦妮，把自己的玩具送给邦妮。她一个个把这些玩具介绍给邦妮，并堆到她的面前。
可等她看到藏在箱底的胡迪时，她犹豫了，可是看到邦妮兴奋的样子，终于还是下定决心把它送给了邦妮。
这段关于玩具的告白，刘培文斟酌再三，才最终下笔。
【“我的牛仔！”
邦妮看到箱子底的胡迪，脸上是失而复得的惊喜和雀跃。
开心意外地捡起胡迪，给它把帽子戴好。
等邦妮伸手要拿胡迪的时候，开心下意识地缩手避开，然后忽然意识到自己这样做似乎不对。
她看着手中的胡迪，再看着邦迪有些迷茫的眼神，一股浓浓的不舍涌上心头。
是啊，我是来把玩具送给邦妮的。