El viaje comienza cuando Bonnie y su familia se disponen a hacer un recorrido por carretera. Woody, junto con su grupo de amigos, tiene la tarea de cuidar a Forky, quien, en su confusión, constantemente intenta huir porque no entiende que su función es hacer feliz a Bonnie como juguete. A medida que avanzan en el viaje, los juguetes enfrentan varios desafíos que les permiten explorar un mundo mucho más grande de lo que jamás habían imaginado.
Este viaje no solo representa un desafío para los juguetes, sino también una oportunidad para descubrir nuevos amigos y reconectar con viejos conocidos, como Bo Peep. Bo, quien en el pasado fue un juguete olvidado, ahora vive una vida independiente, lo que le da una nueva perspectiva sobre lo que significa ser un juguete en el mundo. Su encuentro con Woody le enseña que no siempre se trata de ser el juguete favorito, sino de encontrar un propósito y un lugar en el mundo.
A lo largo de la película, los personajes experimentan una evolución emocional mientras enfrentan dilemas sobre la lealtad, el propósito y la libertad. «Toy Story 4» se adentra en temas universales como la identidad y la pertenencia, mientras los juguetes aprenden a valorar la importancia de ser parte de la vida de un niño, sin importar lo que eso implique.