故事的主角是五个无恶不作的坏蛋——风度翩翩的扒手“大坏狼”、见多识广的保险箱窃贼“贪心蛇”、冷静沉稳的伪装大师“美肚鲨”、暴躁易怒的打手“食人鱼”、伶牙俐齿的黑客专家“骇客蛛”闪亮登场，他们是最臭名昭著的“坏蛋联盟”。他们平时威风八面，四处作案，令人闻风丧胆。直到某一天，他们突然想成为模范公民，然而转型路途甚是艰难，且意外层出不穷，令人啼笑皆非。
又是一年圣诞节到来，邦妮在摆放着圣诞树的房间里和伙伴们玩耍，玩具们乐得和小主人玩耍，但是三角龙崔茜（克里斯汀·沙尔 Kristen Schaal 配音）似乎对自己不被当作恐龙看待多有不满。少顷，妈妈喊邦妮一起去梅森家过节，邦妮匆匆将伍迪、巴斯光年、雷克斯、崔茜以及新来的天使Kitty猫塞入包中后出发。到了梅森家，邦妮惊讶地发现这个男孩正沉湎于电子游戏中，稍作迟疑后，她便将书包丢到了梅森的玩具房。伍迪他们爬了出来，发现这里仿佛是失落了已久的玩具世界。未过多久，他们进入了一个全部由恐龙战士组成的王国。以恐龙将军（凯文·麦克基德 Kevin McKidd 配音）为首的战士们脑子里只有战斗和侵略，似乎忘记了作为玩具的使命。
从小就立志当医生不愿当公主的珍珠离开了国王叔叔，与贾大波骑士和佐格龙组成了一支云游四海为病人治病疗伤的三人飞行医生团队。他们一路上救治了晒伤的美人鱼、多角的独角兽和打喷嚏的狮子等病人。然而，恶劣的暴风雨天气迫使他们降落在国王的宫殿，珍珠被国王软禁了起来，佐格和贾大波也被士兵们驱逐。。。
假期受到重创，因为卡兹要兼顾秘密圣诞老人比赛、安吉丽姨妈的来访以及他的死对头阿坎杰洛的圣诞节密谋。
