Марти, обычный подросток из 80-х, оказывается в невероятном путешествии благодаря своему другу — гениальному профессору Доку Брауну. Созданная им машина времени переносит парня в далекие 50-е, где всё кажется одновременно знакомым и чужим. Здесь Марти сталкивается с удивительной реальностью: его родители ещё сами подростки, а Док Браун — молодой и полный энтузиазма изобретатель.
Оказавшись в прошлом, Марти осознаёт, насколько хрупкой может быть история. Каждое его действие способно повлиять на будущее, в том числе и на существование его собственной семьи. Встреча с юными родителями и молодым профессором заставляет парня быть крайне осторожным, ведь от его решений теперь зависит не только его судьба, но и судьбы самых близких людей.