Drugi nastavak trilogije započinje tamo gdje je prošli završio no ovoga puta destinacija je 2015. godina. Marty McFly (Michael J. Fox), Doc (Christopher Lloyd) i Jennifer (Lea Thompson) putuju 30 godina u budućnost gdje se susreću sa svojim budućim ja i djecom koja se tek trebaju roditi. Nakon što srede situaciju vraćaju se u sadašnjost uvidjevši da su se stvari promjenile.
Doc Brown (Christopher Lloyd) slučajno je poslan natrag u 1885. kada ga je pogodio grom. No, uspio je poslati Martyju (Michael J. Fox) pismo, napisavši u gdje se nalazi vremenski stroj. Napisao je kako ne dolazi po njega i da uništi stroj čim se vrati u 1985. Marty počne raditi s Docom iz 1955. i oni iskopavaju De Lorean iz rudnika. Prije nego što su napustili rudnik, otkrivaju nadgrobnu ploču na kojoj piše kako je tu 1885. pokopan Doc. Doca je u leđa upucao Biffov pradjed Buford "Ludi pas" Tannen zbog osamdeset dolara. Marty odlučuje, unatoč Docovim uputama, vratiti se u 1985. kako bi spasio prijatelja.
24. je stoljeće. Na zapovjedni brod Federacije krenula je ratna flotila strašnih Borgova, rase kibernetički promijenjenih ljudi kojima zapovjeda zla kraljica (Alice Krige). Njihov cilj je podrediti sve rase u svemiru, a da bi ga ostavarili moraju se dočepati izuma genijalnoga Zeframa Cochranea (James Cromwell) i njegove pomoćnice Lily (AlfreAlfre Woodard). Zeframov izum omogućuje putovanje kroz vrijeme i svladavanje nemjerljivih međugalaktičkih prostranstava. Novi svemirski brod 'Enterprise E' pod zapovjedništvom kapetana Picarda (Patrick Stewart) dobiva naređenje da se ne miješa u borbu između zlih Borgova i federacijskih brodova. Picard jedini prepoznaje sav užas situacije, jer je već jednom bio u borgovskom zarobljeništvu. Kada vidi da će Federacija izgubiti bitku, prekršava naredbu i uništava protivnike, osim jednog manjeg dijela koji uspijeva pobjeći i stvoriti vremensku distorziju zahvaljujući kojoj se mogu vratiti u prošlost.
Godina je 1899. i George (Rod Taylor) raspravlja sa svojim prijateljima o teoriji četvrte dimenzije. Kao dokaz on im pokaže mali stroj za koji tvrdi da može putovati kroz vrijeme. Iako je eksperiment uspješan njegovi prijatelji mu ne vjeruju i on im obeća dokaz ako se vrate sljedećeg petka. Naime, genijalni je George već dizajnirao veću verziju spomenutog uređaja kojeg namjerava iskoristiti kako bi putovao u budućnost i nabavio dokaze. No to će mu putovanje donijeti i više nego što je očekivao, opasnost, ljubav i avantura, sve to čeka Georgea u dalekoj budućnosti.
23. je stoljeće i tajnovita izvanzemaljska sila prijeti Zemlji isparavajući oceane i uništavajući atmosferu. U mahnitom pokušaju da spase čovječanstvo, Kirk i njegova posada moraju se vratiti u 1986. godinu u San Francisco gdje pronalaze svijet punka, pizze i autobusa na kojima morate imate točan iznos za plaćanje, što im je jednako strano kao bilo što s čime su se susreli u dalekim prostranstvima galaksije.
Znanstvenik i izumitelj Alexander Hartdegen (Guy Pearce) odlučio je dokazati da je putovanje kroz vrijeme moguće. Njegova odlučnost prerasta u očaj zbog osobne tragedije koja sada u njemu budi želju da promijeni prošlost. Testirajući svoje teorije pomoću vremenskog stroja koji je sam izumio, Hartdegen putuje čak 800.000 godina u budućnost gdje nalazi čovječanstvo podijeljeno na lovce i lovinu. Ovaj putnik kroz vrijeme u dalekoj budućnosti će između ostalih susresti i Maru (Samantha Mumba).
Profesor John Robinson ukrcao se sa svojom obitelji na svemirski brod Jupiter II u misiju. Ali svemirski brod ukrcava i dr. Smitha, koji su ga neprijateljske snage poslale da sabotira misiju, što će izazvati incident iz kojeg će svemirski brod besciljno lutati kroz galaksije.