Lorsque le jeune McFly veut échapper à l’atmosphère familiale – son père George est un homme timoré qui se fait terroriser par son chef de bureau, Biff Tannen, et sa mère Lorraine boit un peu trop en racontant des sornettes ! – il rend visite à « Doc » Brown – un savant farfelu, qui va bientôt lui présenter sa toute dernière invention : une machine à explorer le temps. Le savant a intégré celle-ci à une DeLorean, voiture de sport très puissante et, pour la faire marcher, il a dû tout simplement voler du… plutonium ! Au moment où Doc Brown montre cette petite merveille à Marty, à une heure du matin, sur un parking désert, surviennent des terroristes libyens, auxquels le savant avait promis une partie du plutonium; les terroristes abattent Doc. Marty se réfugie dans la voiture et le mécanisme se met en marche…



Marty se retrouve ainsi brutalement propulsé trente ans en arrière, dans une petite ville proprette et non polluée qui n’a rien à voir avec celle de 1985 ! Et le plus étonnant, c’est que Marty découvre ses futurs parents, à l’époque où ils n’avaient pas plus de 17 ans : son futur père, George, est déjà le garçon peu audacieux qu’il restera toute sa vie, malmené par son camarade de classe Biff Tannen – son futur chef ! Quant à Lorraine, Marty découvre une jeune fille charmante, qui n’est pas loin de tomber amoureuse de lui… Marty va donc devoir faire des efforts insensés pour que ses futurs géniteurs se rencontrent vraiment, comme cela s’est passé. Après tout, c’est la condition même de sa naissance… Pour ce, Marty sollicite l’aide du jeune Doc !



Finalement, après toutes sortes de stratagèmes dus à Marty, George McFly se fera remarquer par Lorraine. Et Marty, après avoir – au passage – réinventé le rock’n roll, pourra repartir vers 1985… mais retrouvera un Doc bien vivant et des parents grace à lui singulièrement différents de ceux qu’il avait quittés !