داستان یک پسر نوجوان به نام مارتی مکفلای را روایت میکند که به صورت تصادفی در زمان سفر میکند و از سال 1985 به 1955 منتقل میشود. او والدین خود را در دبیرستان ملاقات میکند و تصادفاً موجب برهم خوردن رابطه آنها میشود. مارتی باید تغییری که در گذشته ایجاد کرده را اصلاح کند و کاری کند تا والدینش عاشق یکدیگر شوند و سپس با کمک دانشمندی به نام دکتر امت براون راهی جهت بازگشت به سال 1985 بیابد.
در سال 1995 «مارتی مک فلای» یک نامه از دوست خود «دکتر امت براون» دریافت میکند، و محتویات نامه به مارتی کمک میکند که ماشین زمان را پیدا کند. مارتی با استفاده از ماشین زمان به غرب قدیم میرود و توجه میشود که دوستش به دست ارازل و اوباش افتاده است.
مارتی مک فلای که به تازگی از گذشته برگشته دوباره توسط «دکتر امت» به اینده فرستاده میشود تا از به زندان افتادن پسرش در اینده جلوگیری کند اما متاسفانه اوضاع خراب تر میشود.