Filma sākas tur, kur beidzās "Atpakaļ nākotnē" pirmā daļa. Mārtijs Makflajs nupat kā atgriezies no pagātnes, kad atkal viņa ceļi krustojas ar profesoru Emetu Braunu, un sākas jauns ceļojums laikā. Mārtija jaunais darbs nākotnē ir izlikties par paša dēlu, lai nepieļautu sevis nonākšanu cietumā. Diemžēl situācija mainās un pasliktinās ik minūti, un rīcība nākotnē jau atkal atstāj savas sekas tagadnē.
Grēku pilsēta ir cietsirdīga un nežēlīga vieta. Tā ir pilsēta, kurā valda noziedznieki un gangsteri, tā ir vieta, kur policija ir pērkama, bet policisti - īstākie blēži. Filma sastāv no trīs dažādiem stāstiem, kuru notikumi brīžiem sajaucas. Centrālais no tiem ir stāsts par Grēku pilsētas galveno "varoni" Mārvu - nenotveramu, brutālu un viltīgu kriminālo aprindu vadoni. Mārva galvenā misija ir atrast slepkavu, kurš nogalinājis viņa apburošo, mīļoto meiteni Goldiju. Otrais stāsts ir par policistu Hartiganu - kā viņš, aizsargādams striptīza dejotāju Nensiju, tiek ierauts neparedzamu notikumu virpulī, līdz tiek apsūdzēts noziegumā, kuru nav pastrādājis. Trešais stāsts ir par fotogrāfu vārdā Dvaits. Viņš nejauši nogalinājis kādu policistu, un tagad šis notikums viņam ir jāslēpj, vienlaikus cīnoties pret kādu vairāk nekā korumpētu un nežēlīgu policistu Džekiju. Visi stāstu varoņi ietekmē cits cita likteni un notikumu gaitu, kas izvēršas neaizmirstamā un spraigā piedzīvojumā.
Iesprostots 1955. gadā, Mārtijs Makflajs saņem ziņu no sava drauga, profesora Emeta Brauna. Viņš atklāj, kur iespējams atrast DeLorean laika mašīnu. Tiesa, negaidīts atklājums neļauj Mārtijam nokļūt līdz palīdzībai no sava drauga. Izmantojot laika mašīnu, Mārtijs dodas uz mežonīgajiem rietumiem, kur viņa draugam jācīnās ar ļaundaru bandu, vienlaikus risinot mīlas jūtas pret vietējo skolotāju.
Roberts Rodrigezs un Frenks Millers atkal ir apvienojušies, lai uz lielajiem ekrāniem atdzīvinātu grafisko noveli “Grēku pilsēta”. Vēl vairāk spriedzes, vēl vairāk kaisles, vēl vairāk asiņu “Grēku pilsētas” otrajā daļā. Kur pilsētas bīstamākie noziedznieki sastopas ar vissīvākajiem pilsētas iedzīvotājiem.