Молодой парень по имени Марти МакФлай случайно отправляется в путешествие во времени при помощи экспериментальной машины времени, созданной его другом, чудаковатым ученым доктором Эмметом Брауном. Марти попадает в 1955 год, где случайно препятствует встрече своих родителей и, чтобы не нарушить ход истории, он должен помочь им снова встретиться и влюбиться друг в друга. В то же время он должен найти способ и самому вернуться в будущее.
После событий фильма «Назад в будущее 3», Док Эмметт Браун обосновался вместе со своей семьёй в городке Хилл-Вэлли. На дворе 1991 год, доктор Эмметт Браун восстановил ДэЛориан после крушения, потому что он удобней для путешествий во времени, чем Паровоз Времени, которым, тем не менее, Брауны и Марти также часто пользуются. Все герои живут своей жизнью и подчас сталкиваются с обыденными сложностями. В эти моменты в их жизни начинает участвовать время, что преподносит Марти и семье Дока самые удивительные приключения.
Продолжение фантастической истории о приключениях американского подростка во времени. На этот раз с помощью модернизированной Доком машины времени Марти из 80-х попадает в будущее.Дети Марти в беде, и их надо выручать. Приходится повозиться со злодеем…
Из газет 1955 года Марти узнает, что доктор Браун погиб еще сто лет назад. Несмотря на просьбы Дока не навещать его в XIX веке, Марти вновь хочет вмешаться в ход событий и на машине времени уносится в 1885 год, навстречу Дикому Западу. Это путешествие, как и все прежние, не обходится без опасных приключений, но смелый Марти, рискуя жизнью, предотвращает трагедию в жизни Эммета Брауна. Тот, в свою очередь, без памяти влюбляется в очаровательную незнакомку, которую спасает от гибели, и поездка домой — в будущее — теряет для него всякий смысл…