La película se muestra cómo Buzz se convirtió en Guardián del Espacio, el auténtico Buzz Lightyear que tendrá que vérselas con el malvado Emperador Zurg, en una lucha intergaláctica para salvar el Universo. Buzz no está sólo; le acompañan nuevos personajes y los graciosos Hombrecillos Verdes