A filmet 5 Oscar-díjra jelölte az Amerikai Filmakadémia, a legjobb film, a legjobb animációs film, a legjobb adaptált forgatókönyv, a legjobb hangvágás és a legjobb betétdal kategóriákban. A 2011 február végén megtartott gálán Lee Unkrich rendező átvehette a legjobb animációs filmnek járó szobrot, s Randy Newman zene- és dalszerző is kitüntetésben részesült "„We Belong Together”" című szerzeményéért, amit élőben elő is adott az est folyamán. A "Toy Story 3." a harmadik animációs film a díj történetében, amely a legjobb film kategóriában is versenybe szállt: húsz évvel korábban a legjobb öt közé választották "A szépség és a szörnyeteg"et, egy évvel korábban pedig egy másik Pixar-mű, a "Fel" jutott be az akkor tízre bővült esélyesek közé. Az Amerikában működő külföldi újságírók a legjobb animációs filmnek választották a "Toy Story 3."-at a 68. Golden Globe-gálán, ahogy a Brit Filmakadémia is (BAFTA-díj a legjobb animációs filmnek); a film BAFTA-jelölést szerzett továbbá a legjobb adaptált forgatókönyv és a legjobb vizuális effektusok kategóriákban. A filmet ezeken felül két Satellite Awardra (legjobb animációs film, legjobb eredeti forgatókönyv), két Szaturnusz-díjra (legjobb animációs film, legjobb forgatókönyv) és egy Grammy-díjra (legjobb filmzenealbum) jelölték.