Contrairement à ce qui avait déjà été annoncé, ce n’est pas John Lasseter qui réalisera le projet. La direction du film d’animation a été confiée à Lee Unkrich (Toy Story 2, Monsters, Inc., Finding Nemo).
Les deux vedettes principales du film dans sa version originale anglaise, Tom Hanks et Tim Allen ont confirmé qu’ils allaient à nouveau prêter leur voix à Woody et Buzz Lightyear.
Le scénario de ce troisième volet est écrit par Michael Arndt (Little Miss Sunshine).