Mārtijs Makflājs ir tipisks amerikāņu pusaudzis astoņdesmito gadu Amerikā. Viņš ar traka zinātnieka radīto un plutonija darbināto DeLorean nejauši tiek nosūtīts atpakaļ uz 1955. gadu. Savā trakotajā un lielākoties aizraujošajā ceļojumā laikā par Martija uzdevumu kļūst viņa tolaik jauno vecāku - pusaudžu - savešana kopā un likšana abiem iemīlēties, jo šis ir vienīgais veids, kā viņš var nonākt atpakaļ nākotnē.

Ir radīts jauns kiborgs – slepkava, identisks tam, kurš reiz mēģināja nogalināt Sāru Konoru, bet viņam tas neizdevās. Šoreiz terminatora jaunāka versija no nākotnes atsūtīta nogalināt Sāras desmit gadus veco dēlu Džonu, lai viņš nekļūtu par cilvēces pretošanās vadītāju. Tomēr Sāra nebūs vienīgā, kas sargās dēlu – viņai palīgā atsūtīts vēl viens terminators ar misiju – aizsargāt Sāru un Džonu par jebkādu cenu. Un cīņa par nākotni var sākties.

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.

Mašīnas, kas pārvalda nākotni, pret Džonu Konoru sūta neapturamo terminatoru T-X, un tā ir sieviete. Ceļā ir arī cits terminatora modelis CSM-101