O enredo do jogo segue bem de perto o do filme e, como o filme, começa com o sequestro de Woody pelo malvado colecionador Al McWhiggin fora da casa de Andy. O jogo então segue Buzz Lightyear e seus companheiros enquanto eles partem para resgatar o cowboy capturado enquanto atravessam o bairro próximo, Al''s Toy Barn, a cobertura de Al e, finalmente, o terminal do aeroporto e a pista no final do filme.
Woody foi roubado do quarto, pronto para ser vendido ao maior lance por um colecionador de brinquedos malvado. Cabe ao bom amigo Buzz Lightyear abrir caminho do quarto para o mundo exterior para salvar Woody do mercado de brinquedos e trazê-lo para casa. Todos os personagens do filme de animação 3D aparecem no scroller lateral para ajudar Buzz a chegar onde é necessário. Junto com o uso de seu canhão, Buzz pode pular para locais de difícil acesso, o que também é útil para coletar moedas escondidas que abrem níveis de bônus.