＜あらすじ＞
【Part 1】親友の科学者ドク（クリストファー・ロイド）の発明したタイムマシンで、1985年から1955年にタイムスリップしてしまった高校生のマーティ（マイケル・J・フォックス）。彼はそこで自分の両親になるはずのロレーン（リー・トンプソン）とジョージ（クリスピン・グローヴァー）に出会う。だが、内気なジョージは彼女に告白できないまま、乱暴者のビフ（トーマス・F・ウィルソン）にこき使われる毎日。しかも、ロレーンがマーティに恋をしてしまい・・・。
【Part 2】無事に1985年の現代に戻ってきたマーティ（マイケル・J・フォックス）。彼は2015年から帰ってきたドク（クリストファー・ロイド）に、未来の息子がトラブルに遭っていることを告げられ、将来妻になるジェニファー（エリザベス・シュー）を連れ、3人で未来へと飛ぶ。ところが、老いたビフにタイムマシンを盗まれてしまい、それが原因で1985年のヒル・バレーは、ビフが牛耳る荒廃した街へと変貌。マーティたちは、街を元の姿に戻すことが出来るのか！？
【Part 3】落雷でドク（クリストファー・ロイド）が1885年にタイムスリップ。またしても1955年に取り残され、途方に暮れるマーティ（マイケル・J・フォックス）。は、ドクが1885年ビフの祖先ビュフォード・タンネンに殺されてしまうと知って大慌て！ドクの隠したタイムマシンを見つけて、西部開拓時代に急行する。二人は無事再会を果たし、未来へ一緒に帰ることにするが、偶然命を救った女教師クララ（メアリー・スティーンバージェン）に、ドクが一目惚れして・・・。