自从上一集牛仔伍迪救回巴斯光年之后，他一直和其他玩具一起快乐的生活在小主人家。一次，小主人参加夏令营去了，伍迪因为破旧而没被带去。留在家里的伍迪恰巧被一个玩具收藏家发现了，认为他是近代最具代表性的玩具。于是将伍迪被偷了出来放在颇富盛名的文化博物馆内展览。在家里所有的玩具都很担心伍迪，因此巴斯光年自告奋勇去寻找伍迪，但是当他们发现伍迪在展览馆时，伍迪却似乎不再愿意回去过那平凡的生活……

　　菲尔（BillMurray饰）是个气象播报员，每天除了在摄像机前给观众做风趣幽默的天气预报外，每年的2月2日他还要前往一个名为普苏塔尼的边境小镇，报导当地的土拨鼠日庆典。　　事实上，菲尔对这一节日相当嗤之以鼻并开始对工作感到厌倦，当他例行公事完成今年的报导后，便急不可待地想重返家园，却因为一场突如其来的暴风雪耽搁了。　　第2天醒来后，菲尔意外地发现时间仍然停留在前一天土拨鼠日，昨日的一切重新上演。惊讶、不信、刺激、狂喜、烦闷、焦虑、不安、绝望、倦怠等各种情绪轮流侵占菲尔的感官领域，可无论他如何选择度过这一天，他都始终无法再前进一步，开始了他重复的人生。

　　失恋的青年赵小帅（姜文饰）是名个体书商，他与女友安红(瞿颖饰)分手后又想和好，死缠烂打不放。不过，安红正与某娱乐公司的老板刘德龙（刘信义饰）恋爱，视对方为情敌的两人终于大打出手。　　混乱之中，小帅抢过行人张秋生（李保田饰）的背包，当武器抡打，砸电线杆上将包内电脑摔坏。最终小帅仍被打伤，他发誓要报仇，将刘德龙一只手跺掉。张秋生为索赔电脑奔波于小帅与刘德龙之间，协商着息事宁人，索还电脑。而赵小帅依然为报复刘德龙寻找机会，张秋生拼命阻止，最终小帅的复仇计划离奇落空……

　　超级坏蛋格鲁（史蒂夫·卡瑞尔SteveCarell配音）在听说埃及金字塔被盗的新闻后不满市面上新贼辈出，决定在纳法利欧博士（拉塞尔·布兰德RussellBrand配音）的帮助下建造火箭升空盗取月亮。在向坏蛋银行贷款的过程中，格鲁盗取的收缩射线枪被新贼维克托（杰森·席格尔JasonSegel配音）抢走。为了夺回收缩射线枪，格鲁决定领养三位孤儿——玛戈（米兰达·卡斯格拉夫MirandaCosgrove配音）、伊迪丝（达娜·盖伊DanaGaier配音）和阿格蕾丝（埃尔希·费舍ElsieFisher配音），利用她们进入维克托的城堡兜售饼干的机会实施偷盗，计划成功后再偷偷处理掉三个小孩。然而在平凡的日常相处中，格鲁却发现自己越来越离不开这三个小鬼，但这样的感情用事却将严重影响周密的盗月计划……