Dr. Emmett Brown(Christopher Lloyd) leiutab autost ajamasina, millega ta saaks reisida tulevikku, kuid ööl, mil ta seda imepärast leiutist katsetab lastakse Dr. Brown maha, temaga kaasas olnud 17-aastane Marty McFly(Michael J. Fox) põgeneb ajamasinaga Emmetti tapjate eest ja satub aastasse 1955, kus ta segab kogemata ära tema vanemate esmakordse kokkusaamise ning juhtub ka selline keeruline asi, et Marty ema armub temasse. Nüüd on ajalugu sassi löödud ning tal tuleb abistada George McFly'd(Crispin Glover), et ta saaks kokku Lorraine Bainesiga(Lea Thompson), sest muidu ei sünni Marty't. Muidugi pole asi lihtne ning ega tagasi 80-ndatesse tagasi pöörduda, sest ajamasina tööks on vaja väga võimast jõudu ja Marty peab abipalvega pöörduma noore Dr. Emmett Browni poole. Marty ülesanded pole kerged, sest kaalul on tema enda elu.
Kullerteenuseid pakkuv Planet Express asub taas tegutsema, kui nende emafirmas B(F)ox Networkis toimub juhtkonna vahetus. Esimene tööots nudistide planeedile toob aga kohe kaasa katastroofi, kui kogu meeskond jagab tulnukatele oma e-maili aadressid välja. Sellele järgneb suur rämpspostilaine ja alateadvuse mõjutamine ning tulnukad petavad end Planet Expressi omanikeks. Peagi avastavad tulnukad Fry tagumikult tätoveeritud koodi, mille abil nad lasevad arvutiviirusega nakatatud Benderil kogu ajaloo hinnalisemad aarded endale kokku röövida.
Professor John Robinson sõidab oma perega missiooniks Jupiter II kosmoselaevale. Kuid kosmoselaev astub ka dr Smithi pardale, saadetuna vaenlase jõudude poolt missiooni saboteerima, mis põhjustab intsidendi, millest kosmoselaev sihitult läbi galaktikate rändab.