מרטי הוא בחור צעיר ורברבן אשר התחבר עם מדען מטורף בשם אמט בראון, כאשר אמט מבקש את עזרת מרטי בניסוי של ההמצאה הגדולה ביותר שלו, מכונת זמן בצורת מכונית דאלוריון מדהימה הם מותקפים ע"י חבורה של טרוריסטים שממנה גנב אמט את הפלוטוניום בשביל המכונה ואמט נורה ונהרג, מרטי שמבין שהוא המטרה הבאה נמלט לתוך מכונת הזמן ובטעות נשלח חזרה בזמן לתקופה שבה ההורים שלו נפגשו והתאהבו, אך מרטי לא מודע לסביבתו ומשנה את העתיד דבר הגורם לאביו בעצם לא לפגוש את אימו וגורם למרטי בעצם לא להיות קיים, למרטי נשאר זמן מוגבל לשנות חזרה את העבר בשביל להציל את העתיד והאדם היחיד שיכול לעזור לו כמובן זה דר' אמט בראון של העבר.