愛する妻に先立たれ、古い一軒家にひとりで住むカールじいさん。彼の家がある地区に開発の波が押し寄せ、ついにカールじいさんも立ち退きを余儀なくされる。そこでカールじいさんは亡き妻エリーと約束を交わしたが実現しなかった、南米の美しい秘境、パラダイスの滝への旅を思い立ち、彼女との思い出が詰まった家に無数の風船をつけて空に飛び上がると南に向かう。ところが家にはいつの間にか近所のラッセルが入り込んでいてた。

バズ・ライトイヤーがファーストフード店でキッズセットのおまけのバズと入れ替わり､ 置き去りにされてしまう。 ポニーのおもちゃたちが8センチのニセものパズにうんざりさせられ、一方で本物のバズは店の中で、不要になったおもちゃたちのための支援グループに引き止められていた。 ウッディと仲間たちがバズを助けるために計画を立てる中、 パズは心理療法セラピーから逃げ出そうと試みる。

田舎町に暮らす11歳の女の子ライリーは、父親の仕事の影響で都会のサンフランシスコに移り住むことになる。新しい生活に慣れようとするライリーの頭の中では、ヨロコビ、カナシミ、イカリ、ビビリ、ムカムカたちが、ライリーの幸せのためという強い気持ちが原因で衝突していて……。〈11歳の少女の頭の中を舞台に、喜び、怒り、嫌悪、恐れ、悲しみといった感情がそれぞれキャラクターとなり、物語を繰り広げるディズニー/ピクサーによるアニメ。田舎から都会への引っ越しで環境が変化した少女の頭の中で起こる、感情を表すキャラクターたちの混乱やぶつかり合いなどを描く。メガホンを取るのは、『モンスターズ・インク』や『カールじいさんの空飛ぶ家』などの監督ピート・ドクター。〉

主にメーターとマックィーンの会話から成り立ち、メーターのホラ話がその内容となっているが、ラストでは架空であるはずの登場人物や出来事が発生し、本当なのか嘘なのかというオチがほとんどである。どのホラ話にも必ずマックィーンが出演しているほか、マックィーンのファンである双子のミアとティアもメーターのファンなどとして登場している。また、メーターのヘッドライトやボンネットが破損した理由もホラに吹き込まれている。

ウッディたちは、ボニーの祖母の家へ向かう車のトランクの中でホラー映画を見ていました。しかし途中で車がパンクし、ボニーたちはモーテルに一泊することに。ボニーとママが寝静まった後、ミスター・ポテトヘッドが出かけていき、トリクシーとプリックルパンツも後を追います。みんなを連れ戻そうとウッディやバズ、ジェシーも鞄の外に出ますが…。