Il film comincia dove terminava il primo capitolo, ovvero con Marty e Jennifer che partono insieme allo scienziato Doc, inventore della macchina del tempo, per il 2015 allo scopo di evitare che il futuro dei loro figli possa essere in pericolo. Ma la situazione precipita e ad essere in pericolo non è più il futuro, ma il passato. Marty dovrà tornare nuovamente nel 1955 e...

Per questa terza, conclusiva, puntata della trilogia, Marty McFly è costretto a tornare indietro nel tempo fino al 1885 per salvare Doc, che vi era stato catapultato al termine del secondo capitolo. Questa volta tornare nel futuro sarà ancora più difficile.

Billi Wang è nata a Pechino ma vive a New York da quando aveva sei anni. Il suo contatto sentimentale con la Cina è Nai Nai, la sua vecchia nonna, ancorata alle tradizioni e alla famiglia. Salda e praticamente indistruttibile, a Nai Nai viene diagnosticato un cancro. La famiglia decide di nasconderle la verità e di trascorrere con lei gli ultimi mesi che le restano da vivere. Figli e nipoti, traslocati negli anni in America e in Giappone, rientrano in Cina per riabbracciarla e per 'improvvisare' un matrimonio che allontani qualsiasi sospetto. Risoluti e uniti nella bugia, trovano in Billi una resistenza. Inconcludente nella vita e insoddisfatta della vita, Billi vorrebbe liberarsi dell'angoscia e rivelare alla nonna la prognosi infausta. Tra oriente e occidente, troverà una sintesi tra due culture e due condotte etiche.

Los Angeles. La coppia di poliziotti Martin Riggs e Roger Murtaugh deve proteggere il testimone di un processo per traffico internazionale di droga che fa capo a un boss malavitoso, protetto dall'immunità diplomatica.

Antonia torna al paese dov'è nata, in Olanda, dopo la fine della guerra, insieme alla figlia Danielle: le due donne fonderanno una grande famiglia allargata di stampo matriarcale. Nei quarant'anni narrati dalla pellicola accade di tutto: amori, morte, lavoro, religione, sesso, odio e vendetta, ma anche filosofia, coraggio e poesia. Una mattina Antonia si sveglia sapendo che quello sarà l'ultimo giorno della sua vita. Lo dice a tutti e muore circondata dai suoi affetti.

Lara Jean e Peter hanno appena ufficializzato la loro relazione quando un altro dei destinatari delle vecchie lettere d'amore di lei si fa avanti.

È arrivato il momento dello scioglimento dei ghiacci e il gruppo ormai affiatato (nonostante le differenze) composto da Manny (il mammuth) Diego (la tigre con i denti a sciabola) e Sid (il bradipo) deve nuovamente mettersi in marcia alla ricerca di un luogo abitabile. Ma questa volta c'è un problema in più: il cuore malinconico di Manny sembra destinato a battere più velocemente dopo l'incontro con Ellie, una mammuth che crede di essere un opossum... mentre a Diego e a Sid non mancheranno occasioni per accrescere la loro autostima.

Alla vigilia della pensione Roger Murtaugh è degradato per colpa dell'amico e collega Martin Riggs. Con l'aiuto dell'agente Lorna Cole e del petulante Leo Getz, inchiodano un disonesto ex sergente che rifornisce d'armi il ghetto nero di Los Angeles.

A Chicago un architetto, Bob, dopo aver perso la moglie Elizabeth in un incidente stradale, conosce e instaura un profondo legame con Grace, una cameriera che è stata da poco sottoposta a un trapianto cardiaco e che sta cominciando una nuova vita. Ma la particolarità di cui essi non sono a conoscenza è che il nuovo cuore di Grace è quello della defunta Elizabeth.

I detective Riggs, Murtaugh e Cole, insieme al petulante e iperattivo Leo Getz e alla giovane recluta Lee Butters tentano di chiarire una serie di eventi che coinvolgono un signore del crimine asiatico. Ben presto, però, una normale indagine si trasforma in una missione mortale che ha come obiettivo la vendetta.

Alice Kingsleigh ha trascorso gli ultimi anni seguendo le impronte paterne e navigando per il mare aperto. Al suo rientro a Londra, si ritrova ad attraversare uno specchio magico, che la riporta nel Sottomondo dove incontra nuovamente i suoi amici il Bianconiglio, il Brucaliffo, lo Stregatto e il Cappellaio Matto che sembra non essere più in sé. Il Cappellaio ha perso la sua Moltezza, così Mirana manda Alice alla ricerca della Chronosphere, un oggetto metallico dalla forma sferica custodito nella stanza del Grand Clock che regola il trascorrere del tempo. Tornando indietro nel tempo, incontra amici – e nemici – in diversi momenti della loro vita e inizia una pericolosa corsa per salvare il Cappellaio prima dello scadere del tempo.

Nel secondo episodio Axel Foley torna a Beverly Hills per andare a trovare il Capitano Andrew Bogomil che è stato gravemente ferito da un colpo di pistola. Qui si riunisce con i colleghi Billy Rosewood e John Taggart e decidono di trovare il colpevole, una donna bionda e altissima. Contro di loro il Capo della Polizia Harold Lutz che vuole licenziarli.

Alla periferia di Copenaghen, un gruppo di persone si incontra per la lezione settimanale di italiano. Fra gli allievi, un eccentrico pastore protestante, un uomo e una donna bloccati dalla timidezza, due signore che si scoprono sorelle e altri esemplari di varia umanità.

Dopo la fine del primo episodio, Ted Striker (Robert Hays) è stato rinchiuso in un manicomio reo di aver distrutto un prototipo di Shuttle (in realtà fu un guasto del mezzo stesso) e la sua ragazza Elanie Dickinson (Julie Hagerty), non potendolo più frequentare, si fidanza forzatamente con Simon Kurtz (Chad Everett).Nel manicomio, Striker viene a sapere che lo Space Shuttle Mayflower One sta per partire da Houston a una Base lunare. Conoscendo i pericolosi difetti tecnici della navetta, Striker fugge dal manicomio e s'imbarca nello Shuttle, dove incrocia nuovamente Elanie.

Pete, un ragazzino trascurato dai genitori, si ritrova al centro del caos quando si rende conto che il terribile giorno di Natale in compagnia della sua famiglia continua inaspettatamente a ripetersi. Continuando a rivivere la giornata più e più volte, decide di prodigarsi affinché gli eventi prendano un'altra piega e la sua famiglia abbia un Natale difficile da dimenticare.

Dopo una notte brava in discoteca, Jessica, la figlia viziata di un miliardario, viene fermata dalla polizia a bordo della sua auto. A liberarla ci pensa una misteriosa signora di nome Stella. Ora Jessica è libera ma, per uno strano incantesimo (di cui è responsabile Stella, che è una fata), nessuno dei suoi parenti la riconosce più. E Jessica sarà costretta a cambiare vita, trovarsi un lavoro (come cameriera) e fare finalmente i conti col mondo reale.