No final de 2014, foi anunciada oficialmente a sequência de Toy Story, que deve chegar aos cinemas em 22 de junho de 2017. Entretanto, a história não é uma continuação sobre os filmes anteriores, e sim uma comédia romântica, e não terá como foco a interação dos personagens com crianças.

Segundo Jim Morris, presidente da Pixar, o terceiro longa fechou a trilogia. Acredito que este filme [o quarto] não faz parte da trilogia. É uma história separada e que eu não sei se terá uma sequência. Nunca comece um projeto com isso em mente. Não é uma continuação do que se viu no fim de Toy Story 3. Momentaneamente até é, mas será uma história de amor. Será uma comédia romântica.

O roteiro do filme será escrito por Rashida Jones e Will McCormack e a direção fica a cargo de John Lasseter.