Dr. Brown (Christopher Lloyd) sentiasa mempunyai beberapa ciptaan aneh. Semasa percubaan dengan mesin masa yang diciptanya, dia menemui Martin (Michael J. Fox), seorang pelajar sekolah menengah yang tidak pernah mengenali Tahun Baru. Tanpa diduga, doktor itu dibunuh oleh samseng semasa eksperimen Dalam keadaan panik, Martin melarikan diri dengan mesin masa dan kembali ke 30 tahun lalu. Martin bertemu bapanya George (lakonan Crispin Glover) dan ibu lorraine (lakonan Lea Thompson) 30 tahun lalu. Martin mencari Dr. Brown 30 tahun yang lalu supaya dia boleh kembali ke masa hadapan sambil cuba membetulkan George dengan lorraine supaya dia tidak hilang pada masa hadapan. Tetapi George pengecut, dan Martin menewaskan diri dalam proses mencari jodoh dan membuatkan Lorraine jatuh cinta kepadanya. Terdapat juga Bev yang menjengkelkan yang menghalang, menyebabkan Martin sangat marah. Martin sedang berurusan dengan ibu bapanya, dan dia perlu mencari doktor secepat mungkin dan mencari jalan untuk kembali ke masa depan...