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.

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.

Kad komisārs Živs ir pārliecināts, ka uzveicis sen meklēto ļaundari, Fantomass nolaupa profesoru Lefēvru, kas viesojas Romā. Neiztiekot bez starpgadījumiem, komisāram ar īpašas ierīces palīdzību izdodas atbrīvot slaveno zinātnieku. Živs, Fandors un Elēna turpina dzīties pakaļ Fantomasam no zinātnes konferences gaiteņiem līdz vulkāna krāterim. Vai neģēlim izdosies aizlaisties?

Fantomass ir sasniedzis varas virsotni un ieviesis nodokļu sistēmu, kurā bagātajiem jāmaksā par tiesībām dzīvot. Neapmierinātie nodokļu maksātāji sapulcējas kādā Skotijas pilī, lai ļaundari iedzītu slazdā. Taču Fantomass tik prasmīgi iejūtas te bandīta, te lorda ādā, ka pat komisāram Živam, Fandoram un Elēnai nav skaidrs, kas ir kas. Pakārtie izlien no cilpas, mirušie atdzīvojas un viltus spoki parādās un pazūd, tomēr galu galā uzvar izdoma, ne pārdabiski spēki.