Ludzkość ma przerąbane. Kompletnie. Znowu. Zawsze coś jej zagraża, kosmici, asteroidy, wirusy, wojny… Długo by wymieniać. Tym razem jest to bunt maszyn. Los Angeles w 2029 roku (czyli już za 5 lat), podobnie jak cała Ziemia będzie stosem ruin. Jest to pokłosie wojny atomowej. Ruiny nie są jednak całkowicie wyludnione. Część ocalałych walczy o… ocalenie. Tym razem z rąk(?) maszyn. Zbuntowane maszyny eksterminują resztki ludzkości. Jak w większości wojen, musi odbyć się decydująca bitwa, ale, co ciekawe, nie odbędzie się ona teraz, tylko w… przeszłości.

James Cole (Bruce Willis) jest więźniem, ale nie to jest najgorsze. Właśnie został ochotnikiem. Nikt nie widział powracających poprzednio ochotników, więc albo wszyscy giną, albo jak twierdzą plotki, tych, którym udało się powrócić, izoluje się. Ochotnicy ubierani są w skafandry przypominające kosmiczne, są szczelne i hermetyczne. Chociaż nie wyglądają na takie, które mają mieć kontakt w innym ciśnieniem, czy jego brakiem, próżnią. Raczej na takie, które mają izolować od środowiska zewnętrznego. Po ubraniu kombinezonu ochotnik przewożony jest windą do tajemniczych tuneli, a z nich trafia na powierzchnię.

Grupa młodych ludzi pracuje nad różnorakimi projektami. Dopiero zaczynają, więc ich laboratorium znajduje się w garażu. Część z nich traktuje to, jak dobrą zabawę, część twierdzi, że czas transformatorami Tesli i piorunami kulistymi się skończył. Wygląda na to, że nad projektem pracują po godzinach, mają swoje prace. W ciągu ostatnich kilku miesięcy nie udało im się niczego dochodowego stworzyć ani niczego opatentować. Są między nimi pewne różnice zdań, jeśli chodzi o przyszłość ich firmy. Swoje projekty wysyłają do różnych ludzi, jednak, jak na razie, nie przynosi im to żadnego zysku.

George Wells (Rod Taylor), z lekka ekscentryczny, angielski wynalazca pracuje z czasem. Nie buduje jednak zegara, nawet bardzo dokładnego, czy przenośnego. Choć taki by się przydał pod koniec XIX wieku. On mierzy do czegoś większego – odkrywa sposób na podróże w czasie. Jako że jest porządnym naukowcem, postanawia sam wypróbować swój wynalazek. Jako że przeszłość jest w miarę znana, choć nieraz zakłamana, postanawia wyruszyć w przyszłość. Mocno odległą przyszłość. Istnieje tylko ryzyko, że może to być wyprawa w tylko jedną stronę.

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.