Подросток по имени Марти Макфлай неожиданно оказывается в прошлом благодаря изобретению своего друга, эксцентричного учёного Дока Брауна. Используя модифицированный автомобиль DeLorean, который служит машиной времени, он путешествует из 1980-х в середину прошлого столетия — 1950-е годы. Побывав в этом времени, юноша сталкивается с множеством трудностей и курьёзных ситуаций. Одна из его главных задач — сделать всё возможное, чтобы его родители встретились и полюбили друг друга, обеспечив тем самым своё собственное существование в будущем. Также Марти предстоит познакомиться с молодым Доком Брауном и завоевать его доверие, чтобы тот помог ему вернуться в своё время. Помимо решения этих важных задач, герою приходится избегать опасных столкновений со школьным хулиганом Биффом, который играет не последнюю роль в жизни его родителей. Всё это разворачивается на фоне ярких сцен ретро-эпохи, полной музыки, моды и атрибутов того времени. Каждая минута пребывания в прошлом требует от Марти смекалки и быстрых решений, так как малейшее вмешательство может изменить будущее.