Der Jugendliche Marty McFly lebt im Jahr 1985 in seiner kalifornischen Heimatstadt Hill Valley zusammen mit seinen Geschwistern und seinen Eltern George und Lorraine. George ist ein unsicherer Mann, der von seinem Vorgesetzten Biff unterdrückt wird. Marty trifft sich mit dem befreundeten Wissenschaftler Dr. Brown, der ihm eine in einen DeLorean-Sportwagen eingebaute Zeitmaschine vorführt. Die für das Zeitreisen nötige Energie liefert ein mit Plutonium betriebener Kernreaktor. Dr. Brown hatte libysche Terroristen um das Plutonium betrogen. Diese haben den Betrug inzwischen bemerkt und erschießen Dr. Brown. Als sie sich auch gegen Marty wenden, flieht dieser und aktiviert versehentlich die Zeitmaschine, die ihn in das Jahr 1955 bringt. Dr. Brown hatte zuvor die Zeitmaschine zu Demonstrationszwecken auf den 5. November 1955 eingestellt, da er genau an diesem Tag die richtige Idee für die Erfindung der Zeitmaschine gehabt hatte.

Der 17-jährige Scott Howard gilt als durchschnittlicher Schüler und Sportler. Eines Tages verwandelt er sich plötzlich in einen Werwolf, was ihm übernatürliche Kräfte verleiht. Scott erfährt von seinem Vater, dass dieser ebenfalls ein Werwolf ist, aber er es ihm bisher nicht erzählen wollte, in der Hoffnung, es hätte eine Generation übersprungen. Der Junge nutzt seine Kräfte in einem Basketballspiel, welches seine Mannschaft gewinnt. Er wird in der Schule beliebt und verabredet sich mit seiner Traumfrau Pamela Wells.

Eriksson sitzt in einem Stadtbahnzug. Er nickt kurz ein, schreckt hoch, schaut sich um. Sein Blick fällt auf eine gerade zugestiegene Frau mit asiatischen Gesichtszügen, sowie einen Mann, der eine Zeitung liest, in der eine Schlagzeile den Rücktritt von Richard Nixon verkündet. Eriksson erinnert sich an Ereignisse in der Vergangenheit, die in einer Rückblende gezeigt werden. PFC Eriksson dient während des Vietnamkrieges im Jahr 1969 in einer Einheit auf Patrouille. Die Männer werden vom Vietcong mit Mörsern beschossen. Eriksson bricht in einen Tunnel ein, sein Körper steckt unter der Erde fest. Ein Vietnamese nähert sich Eriksson unterirdisch durch den Tunnel mit einem Messer zwischen seinen Zähnen. Erikssons Vorgesetzter „Sarge“ Meserve zieht ihn heraus und rettet somit sein Leben.

Die Handlung beginnt mit der Wiederholung der letzten zwei Minuten aus dem ersten Teil. Am 26. Oktober 1985 kommt Dr. Brown aus der Zukunft zurück und fordert Marty und dessen Freundin Jennifer auf, ihn in die Zukunft zu begleiten, da es um ihre Kinder gehe. Sie reisen gemeinsam zum 21. Oktober 2015, um Martys Sohn davon abzuhalten, mit Biffs Enkel eine Straftat zu begehen, was Marty nach ein paar Schwierigkeiten auch gelingt.

Die Handlung beginnt mit der Wiederholung der letzten beiden Minuten aus dem zweiten Teil: Am 12. November 1955 um 22:04 Uhr schlägt der Blitz in die Rathausuhr von Hill Valley ein, Marty McFly reist in dem von Dr. Brown zur Zeitmaschine umgebauten DeLorean DMC-12 zurück in seine Zeit 1985, und der andere Marty (aus der Zeitreise des zweiten Films) läuft kurz darauf auf Brown zu und spricht ihn an, worauf dieser in Ohnmacht fällt. Marty bringt Dr. Brown schließlich in sein Haus.

Der Arzt Benjamin Stone verlässt seine Stelle als Arzt in der Notaufnahme in Washington, D.C. und ist auf dem Weg nach Beverly Hills bei Los Angeles, wo er ein Vorstellungsgespräch bei einem berühmten plastischen Chirurgen absolvieren soll. Unterwegs verschuldet er in der Kleinstadt Grady in South Carolina einen Autounfall. Er wird zu 32 Stunden Sozialarbeit verurteilt, die er im lokalen Krankenhaus ableisten soll, während auch sein Auto repariert wird. Nicholson, der Bürgermeister des Ortes, buhlt mit Empfangskomitee und Einladungen um Stone und will ihn im Krankenhaus einstellen, da der jetzt tätige Arzt, Dr. Aurelius Hogue, eigentlich längst im Ruhestand sein sollte.

Doug Ireland ist Concierge eines Luxushotels, des Bradbury (die Fassade des „The Pierre“ in New York City[2] diente als dessen Kulisse). Es gibt kaum einen Wunsch, den er den Gästen nicht erfüllen kann. Diese bedanken sich dafür dann mit einem "50-Dollar-Handschlag". Von diesen Trinkgeldern, die er eisern spart, will Doug eines Tages sein eigenes Hotel eröffnen. Er hat ein potentielles Objekt ausfindig gemacht, braucht aber drei Millionen Dollar, um aus dem leerstehenden Gebäude (s)ein Traumhotel zu machen. Einer der Gäste, Christian Hanover, könnte als Investor des geplanten Hotels in Frage kommen. Er bittet Doug auch, sich um seine Freundin Andy Hart zu kümmern. Dabei kommt Doug Andy näher als er geplant hatte und verliebt sich in sie. Er zeigt ihr sogar das potentielle Objekt.