拉赛特和他的故事部观看了一系列的"兄弟电影"，包括《48小时》、《逃狱惊魂》、《午夜狂奔》（Midnight Run）和《末路狂花》（Thelma & Louise）等，以研究他们的故事结构。抱着一直以来对日本动画大师宫崎骏的热爱，拉赛特也仔细研究了他1986年的冒险电影《天空之城》。（后来，当拉赛特开始设计电影最后那场追逐场面的时候，他集合了好几部电影的追逐场景--《法国贩毒网》（The French Connection）、《警网铁金刚》（Bullitt）、《洛杉矶生与死》（To Live and Die in L.A.）以及其他他研究过的电影。）

迪士尼请来约尔·科恩（Joel Cohen）的戏剧写作团队和曾在《国家讽刺》（National Lampoon）杂志工作的亚力克·索克罗（Alec Sokolow）与皮克斯故事团队一起打造电影剧本。七份草稿之后，科恩和索克罗与皮克斯达成一致，离开了团队。迪士尼又请来另一位编剧，乔斯·威登（Joss Whedon），准确说是第三代电视编剧。他花了四个月的时间改写剧本。据威登后来回忆，他发现《玩具总动员》有个极好的结构，但是剧本没有体现出来。

威登加入团队的时候，电影中的玩具"人物"基本上都定了。包括伍迪和巴斯光年在内，房间里其他玩具也大都是"婴儿潮"时期家长们熟知的经典，或者是经典造型的变体。拉赛特担心这些当年"时髦"的玩具会给电影一种陈旧感。孩之宝玩具公司（Hasbro）已经拒绝授予他们对美国大兵玩具GI Joe的版权，而且是很不情愿才批准他们可以使用土豆先生（Mr.Potato Head）的造型。（"为了可以让土豆先生出现在我们的电影中，我们跟其代表律师进行了无数次的谈判，这件事当时成了一个流行的笑话。"古根海姆说。）威登增加了一个玩具恐龙，名叫雷克斯，缺乏自信，胆子很小。他还给芭比娃娃安排了一个关键的角色。

按照威登预想的，伍迪和巴斯光年在西德的房间里眼看就要死掉了的时候，将被芭比以突击队的方式营救出来。她的角色将仿照琳达·汉密尔顿在《终结者2》中扮演的莎拉·康纳。（这是一个会拳击、会回旋踢的强悍女英雄形象，在当时来说非常新奇。该形象也出现在威登1992年的电影剧本《吸血鬼猎人巴菲》（Buffy the Vampire Slayer）中。）但是威登的构想并没有实现，因为马特尔玩具公司不授予芭比的使用权。