Dr. Emmett Brown(Christopher Lloyd) leiutab autost ajamasina, millega ta saaks reisida tulevikku, kuid ööl, mil ta seda imepärast leiutist katsetab lastakse Dr. Brown maha, temaga kaasas olnud 17-aastane Marty McFly(Michael J. Fox) põgeneb ajamasinaga Emmetti tapjate eest ja satub aastasse 1955, kus ta segab kogemata ära tema vanemate esmakordse kokkusaamise ning juhtub ka selline keeruline asi, et Marty ema armub temasse. Nüüd on ajalugu sassi löödud ning tal tuleb abistada George McFly'd(Crispin Glover), et ta saaks kokku Lorraine Bainesiga(Lea Thompson), sest muidu ei sünni Marty't. Muidugi pole asi lihtne ning ega tagasi 80-ndatesse tagasi pöörduda, sest ajamasina tööks on vaja väga võimast jõudu ja Marty peab abipalvega pöörduma noore Dr. Emmett Browni poole. Marty ülesanded pole kerged, sest kaalul on tema enda elu.

Lõvi Alex, sebra Marty, kaelkirjak Melman ja jõehobu Gloria on ikka veel Madagaskaril, kuid vahepealse aja jooksul on sündinud sedavõrd hullumeelne plaan, et see võib isegi toimida. Nimelt on suutnud ettevõtlikud pingviinid seada töökorda vana lennukivraki ning nüüd kavatsevad sõbrad sellega tagasi koju lennata. Paraku püsib sõiduk õhus ainult natuke aega, millele järgneb hädamaandumine Aafrika südames. Seal kohtavad nad esmakordselt elus liigikaaslasi ning tutvuvad oma juurtega.