ストーリー
１９８５年１０月２６日（土）、憧れの４ＷＤの自動車を手にして思わず喜びのため拳を握るマーティ・マクフライ。恋人のジェニファーがドライブに行こうと誘いにやってきた。そんな二人の元にやってきたのは、タイムマシンであるデロリアン号に乗るエメット・ブラウン博士。彼は慌てた様子で一緒に来てくれと言うと、事情も分からぬままジェニファーと共に車へと乗り込む。
いざ出発・・・そんな影では、”ビフの自動車工場のマッチ”を持ってたまたまやってきたビフが、その姿を見て何か不可思議な顔を見せるのだった。
進化したタイムマシーンのデロリアン。以前のように核燃料は必要なくなり、「Mr.Fusion」というリサイクル燃料を使うようになっていた。そして１４０Ｋｍのスピードを確保する為の滑走地が必要なく飛べるようになったのである。
3人は、２０１５年１０月２１日（水）カリフォルニアのヒル・バレーに向かっていた。未来に向かっている事を聞くとジェニファーは信じられないといった驚きの表情を見せる。しかし次の瞬間には、自分たちの将来の姿結婚式の模様などが見られると無邪気に喜ぶのだった。しかしドクはそんな彼女を眠らせてしまう。あまり将来を知りすぎるのは良くないと言うのであった。
未来のヒル・バレー。そこは雨が降っていた。しかし未来の気象学は正確性を増し、ドクが時計でタイミングを測れるほど時間通りに雨が止むのであった。若返りクリニックで肌が２０年も若返っていたドク。彼は持ってきた服をマーティに着せると、その姿はまるでマーティの息子にソックリだというのであった。
取りあえずジェニファーを車から降ろすと、２分後マーティにカフェ・エイティーズに行き、そこでペプシコーラを注文して、グリフという男を待つよう指示した。そしてそこでグリフから何があっても「やらない」と言って断ることだと話すのだった。そしてどんな行動を起こすにも人に関わらず、目立った行動を見せないよう注意された。
この計画には、マーティの息子が起こした事件を止めようという思惑があった。新聞の一面に取り上げられる事件・・・マーティＪｒ．は、時計台を破壊し１５年の有罪を判決されたのである。ドクは更に未来の世界を行き来し、マクフライ家が今後最悪の道を歩んでいく事になった元が、この事件に有ることを突き止めたのである。
早速マーティはエイティーズへ。そこは1980年代を再現したアンティークなカフェである。マックス・ヘッドルーム風のレーガンとホメイニにペプシを注文し、店内を見渡す。２０世紀に流行ったＴＶゲーム（因みにゲームは任天堂のワイルドガンマン。が置いてあり、客の一人には年をとったビフの姿があった。ビフはマーティを見るとマーティＪｒ．と勘違いし、父親のマーティを能なしだと言う。そこにＪｒ．がやってきた。ドクとの約束では、Ｊｒ．はドクが誘き寄せておく事になって居たのだが・・・取りあえず、マーティは鉢合わせしないようカウンターの奥に隠れて様子を伺っていた。すると後から入ってきたのは、ビフと同じ顔をしたグリフであった。グリフはビフの孫であり、この世界でも徒党を組んでいた。そんなグリフを見るとＪｒ．は、萎縮してしまう。甘えん坊に育ったために、自分では何も決められない男になっていたのであった。そんなＪｒ．を見てグリフは苛立ち、Ｊｒ．の胸ぐらを掴んでカウンターの奥へと投げ飛ばした。マーティの目の前にのされたＪｒ．の姿が。そこで、変わってグリフの前に出ることにするマーティ。予定通り今夜やるのかやらないのかを脅迫され、マーティは”やらない”と答える。そしてグリフが爆発する前にカフェを出ようとした。しかし、彼の背後でグリフはマーティを挑発する。マーティは「チキン」と言われると人が変わったように足を止め、彼は決め事のように”だれにもそんな事は言わせない”と逆上した。１９５５年の世界で行った作戦（相手の気を反らして顔をる）を試みるがアッサリかわされてしまう。そこで機転を利かせて、股間を蹴り上げ、急いで外に逃げ出した。そして近くを歩いていた子供からスケボーが進化した”ホバーボード”を借りると、急いで逃げようとする。グリフらも最新式のボードで彼を追いかけると、池の所でマーティを追いつめた。一斉に飛びかかるが、マーティは素早く身を交わすと、グリフらは時計台にツッコミ、警察に取り押さえられるのであった。
一件落着。USA TODAYに書かれていた事件は全てグリフが被ることになった。
マーティは帰る前にあることを思いつく。街に映し出された立体映像のスポーツニュースを見ると、アンティークショップで見かけた”スポーツ年鑑（１９５０−２０００）”の事が脳裏を過ぎる。結果表さえ有れば一儲け出来ると考えたのである。早速購入しドクと合流するが、そんな思惑にドクは気がつく。本を捨てようとするが、ちょうどその時、放置しておいたジェニファーが警察に補導されたのであった。しかもマーティとドクの会話をたまたま聞いていたビフは、密かに彼らの後をコッソリと付け狙うのであった。
ジェニファーは自宅へと連れて行かれる。マーティらは隙を狙って彼女を取り返そうとする。ジェニファーは自宅へと運ばれるとようやく目が覚めるのであった。しかし扉の開け方が分からずなかなか外に出ることが出来ない・・そこへ未来のマーティらが帰宅するのが分かると、ジェニファーは奥の部屋に隠れる。マーティらは彼女を救出するためにデロリアンを離れると、チャンスとばかりにビフは、デロリアンに乗って過去に飛ぶのであった。
なんとかジェニファーを救出することに成功し、現代（１９８５年）に帰ることに。すると街全体の様子がおかしくなっていたのである。マーティの家だったところには別人が住み、街の中心には大きなビルが建っていた。マーティは途方に暮れているとその巨大ビルの守衛のものに捕まる。なんとそこはビフが建てたビルであり、母親のロレインはいたものの、父親の姿が無かった。暫くして騒々しく男が部屋の中に入ってくるとそれはビフの姿であり、父親ジョージは１９７３年３月１５日に亡くなり、ロレインはビフと再婚していたのであった。
ビフにより歴史が改竄されたことを知ったマーティとドクは歴史を元に戻すべく過去に戻る。
