Mit Hilfe des verrückten Erfinders Dr. Brown und dessen als Sportwagen verkleideter Zeitmaschine reist Vorstadtteenager Marty McFly in die 50er Jahre und bekommt dort eine Menge zu tun, als sich seine Mutter in ihn anstatt in den (höchst tölpelhaft agierenden) Vater verliebt. Um seine eigene Existenz zu retten, muß Marty nicht nur die Mutter mit dem Vater verkuppeln, sondern auch den penetranten Störversuchen von Daddys Erzrivalen Biff Einhalt gebieten, der ebenfalls ein Auge auf Mutter geworfen hat.
Kaum zurück aus der Vergangenheit muß Marty McFly Doc Brown in die Zukunft begleiten, um im Jahre 2015 zu verhindern, daß seine Familie ins Unglück stürzt. Die erfolgreiche Mission hat Folgen auf verschiedenen Ebenen der Zeit. Ein Sportalmanach mit allen Spielergebnissen bis zum Jahr 2000, wird Martys Erzfeind Biff zugespielt. Der Schurke wird daraufhin mit seinen Wettgewinnen zum Herrscher von Martys Heimatstadt. Er hat sogar Martys Mutter geheiratet. Die Zeitreisenden müssen erneut in das Jahr '55 zurück, um alles wieder ins Lot zu bringen. Das gelingt, doch nicht ohne Folgen.
Marty McFly macht sich auf in den Wilden Westen, um Doc Brown, den es am Ende von Teil II in das 19. Jahrhundert verschlug, wieder in die Gegenwart zu befördern. Ein Grabstein hat ihm verraten, daß der Doc, der in einem Westerndorf als Schmied arbeitet, nur noch drei Tage zu leben hat. Nicht nur ein defekter DeLorean kompliziert die Heimreise, sondern auch Martys Zwist mit dem eiskalten Killer Mad Dog Tannen und Docs Romanze mit der Lehrerin Clara. Nach der Bewältigung aller Probleme entführen Doc und Marty einen Zug, der den DeLorean auf die nötige Geschwindigkeit bringt. Marty gelingt der Sprung ins Jahr 1985, der Doc bleibt bei Clara.
