در سال ۱۹۹۵ «مارتی مک فلای» یک نامه از دوست خود «دکتر امت براون» دریافت میکند، و محتویات نامه به مارتی کمک میکند که ماشین زمان را پیدا کند. مارتی با استفاده از ماشین زمان به غرب قدیم میرود و توجه میشود که دوستش به دست ارازل و اوباش افتاده است و ...
داستان فیلم از چهار قسمت تشکیل شده است، سه قسمت اول درمورد رابطه «چو» با سه زن است که بعد از از دست دادن عشق زندگی اش، «سو لی ژن» با آن ها آشنا شده. قسمت چهارم در دنیای اسرار آمیز چو، که ۲۰۴۶ نام دارد روی می دهد...