Marty et Doc repartent à l'aventure, mais cette fois en 2015. Mais par un concours de circonstances, Hill Valley a été transformée par Biff Tannen devenu le riche et puissant père de Marty. Le seul moyen de rétablir l'ordre des choses est de retourner une fois de plus en 1955...

1985. Le jeune Marty McFly mène une existence anonyme auprès de sa petite amie Jennifer, seulement troublée par sa famille en crise et un proviseur qui serait ravi de l'expulser du lycée. Ami de l'excentrique professeur Emmett Brown, il l'accompagne un soir pour tester sa nouvelle expérience : le voyage dans le temps à bord d'une DeLorean modifiée. La démonstration tourne mal : des trafiquants d'armes débarquent et assassinent le scientifique. Marty se réfugie dans la voiture et se retrouve transporté en 1955.