Anno 1985. Marty e Dave stanno per incontrare due scienziati pazzi: Doc il suo assistente Einstein, che sono riusciti a trasformare una macchinina a pedali in una straordinaria "macchina del tempo". Tuttavia, per farla funzionare serve plutonio che gli scienziati hanno rubato a dei terroristi i quali, per questo motivo li uccidono. Così Marty e Dave, per salvarsi dagli aggressori, partono a razzo con l'auto e si ritrovano catapultati nel 1955, nella loro stessa città. I due fratelli decidono quindi di rivolgersi ai giovani Doc ed Einstein per farsi aiutare a tornare indietro nel tempo. Ma i fratelli nel 1955 si ritrovano davanti i loro genitori quando avevano la loro stessa età ed accidentalmente Marty non rende possibile il loro fatid