Od czasów, kiedy została nadana pierwsza transmisja radiowa, ziemskie audycje, muzyka jest bez przerwy emitowana. Fale radiowe nie ograniczają się jedynie do Ziemi, ich zasięg jest dużo większy. Ziemskie słowa poprzez fale elektromagnetyczne płyną również w bezmiar kosmosu. Pomimo że poruszają się z prędkością światła, odległości są tam tak duże, że do potencjalnego odbiorcy dotrą za setki lat. Jeżeli oczywiście jest ktoś, kto będzie w stanie je odebrać, zrozumieć, a może i odpowiedzieć. Naukowcy przewidzieli sytuację, że ktoś z kosmosu może również nadać, używając fal radiowych do komunikacji i powołali program SETI (Search for Extraterrestial Inteligence), który przy pomocy radioteleskopów poszukuje nietypowych fal radiowych płynących z kosmosu.

Hill Valley, sobota 12 listopada 1955 w nocy. Doktor Emmett Brown (Christopher Lloyd) cieszy się z udanego odesłania Martiego McFly’a (Michael J. Fox) do przyszłości. Radość jest tym większa, że wie że jego pomysł na podróże w czasie spełnia pokładane w nim nadzieje. Jego radość zostaje jednak przerwana przez nieoczekiwane pojawienie się… Martiego z wiadomością, że owszem był już w przyszłości, ale właśnie wrócił. Doktor po usłyszeniu takich wieści traci przytomność.

Marty McFly (Michael J. Fox) wraca z podróży w czasie do swojego domu. Z zdumieniem dostrzega zmiany jakie zaszły po jego manipulacji w przeszłości. Są bardzo korzystne - ojciec nie jest pierdołą, Biff stał się z prześladowcy sługusem, a w garażu stoi nowy samochód Martiego, dokładnie taki o jakim marzył. Nie zmieniła się tylko jego dziewczyna Jennifer (Elisabeth Shue), kocha go tak jak zawsze. Innymi słowy istna sielanka. Szczęśliwe chwile przerywa nagłe pojawienie się doktora Emmetta (Christopher Lloyd). Przybywa on z przyszłości, dzieci Jennifer i Martiego będą miały bardzo duże problemy, co doprowadzi do tragedii całą rodzinę. Tylko natychmiastowa wyprawa w przyszłość może temu zapobiec.

Lekko szalony wynalazca Dr Emmett Brown (Christopher Lloyd) dokonuje epokowego wynalazku. Chce się nim pochwalić swojemu przyjacielowi Martiemu McFlyowi (Michael J. Fox). O ile miejsce jest w miarę normalne – parking przed Centrum Handlowym, to nocna pora spotkania, jest lekko nietypowa. Wynalazkiem okazuje się… wehikuł czasu zamontowany w samochodzie – słynnym (przez ten film :-) ) DeLoreanie DMC-12. Nic dziwnego, po scenie początkowej widzimy, że Doktor jest lekko zbzikowany na punkcie czasu, ma dom pełen zegarów. Wehikuł potrzebuje 1,21 GW energii aby zadziałał. Tyle prądu dostarczyć może tylko reaktor atomowy. Problemem jest paliwo do niego, jednak Dr. Brown dostał zlecenie na wyprodukowanie boby atomowej dla libijskich terrorystów. Zamiast bomby łobuzy dostają jednak złom, a doktor ma swoje paliwo. Tuż przed planowaną podróżą, terroryści znajdują doktora i go zabijają. Marty musi salwować się ucieczką w… przeszłość.