Toy Story 4 kembali menghadirkan petualangan penuh emosi bersama para pengisi suara ternama seperti Tom Hanks, Tim Allen, Annie Potts, Tony Hale, Keegan-Michael Key, Jordan Peele, hingga Keanu Reeves. Di film ini, KLovers dibawa melihat sisi baru perjalanan Woody, sembilan tahun setelah ia dan Bo Peep berhasil menyelamatkan RC dari banjir sebelum akhirnya Bo disumbangkan kepada pemilik baru. Saat itu, Bo sempat mengajak Woody ikut pergi bersamanya, tetapi panggilan Andy membuat Woody memilih tetap tinggal.

Kini, Woody hidup bersama Bonnie setelah Andy memberikan semua mainannya sebelum masuk kuliah. Namun, Woody kesulitan menyesuaikan diri karena Bonnie jarang memainkannya dan sudah punya pemimpin mainan sendiri. Saat Bonnie harus masuk taman kanak-kanak, Woody ikut diam-diam ke dalam tasnya demi memberi dukungan. Di hari orientasi itu, Bonnie membuat mainan baru dari spork, yang kemudian hidup dan dinamai Forky. Forky mengalami krisis eksistensi karena merasa dirinya hanyalah sampah. Tapi karena Forky menjadi mainan favorit Bonnie, Woody berjuang keras mencegah Forky agar tidak membuang dirinya.

Saat keluarga Bonnie melakukan perjalanan dengan RV, Forky melompat keluar jendela dan Woody langsung mengejarnya. Dalam perjalanan menuju taman bermain, Woody berhasil meyakinkan Forky bahwa tempatnya adalah bersama Bonnie. Namun keadaan berubah ketika Woody melihat lampu milik Bo Peep di etalase sebuah toko barang antik dan masuk untuk mencarinya. Di sana mereka bertemu Gabby Gabby, boneka berbicara yang menginginkan voice box milik Woody demi memperbaiki dirinya. Woody berhasil kabur, tetapi Forky ditangkap Gabby.

Woody akhirnya bertemu kembali dengan Bo Peep yang kini hidup sebagai "lost toy", bebas tanpa pemilik. Dibantu Giggle McDimples dan kawan-kawan barunya, mereka sepakat menolong Woody menyelamatkan Forky. Sementara itu, Buzz Lightyear yang mencari Woody justru tersesat di karnaval dan bertemu Bunny serta Ducky. Bersama Bo dan Woody, mereka mendatangi Duke Caboom, motor stunt yang siap membantu. Misi penyelamatan Forky berjalan kacau saat mereka hampir celaka karena kucing pemilik toko. Para mainan ingin mundur karena bahaya, tapi Woody yang tidak tega meninggalkan siapa pun sempat menyakiti perasaan Bo dengan komentar tentang hidup sebagai lost toy.

Saat Woody akhirnya berhadapan dengan Gabby, ia mengetahui bahwa Gabby hanya ingin kesempatan dicintai seorang anak, tepatnya cucu pemilik toko bernama Harmony. Woody setuju memberikan voice box-nya, tapi setelah perbaikan selesai, Harmony tetap menolak Gabby, membuat momen itu semakin menyentuh.