우여곡절 끝에 과거에서 현재로 무사히 돌아온 마티 맥플라이는 숨 고를 겨를도 없이 에메트 브라운 박사 손에 이끌려 미래로 향하는 드로리안에 또다시 몸을 싣는다. 이유인 즉슨, 미래의 마티 주니어가 대형 사고를 쳐 감옥에 간다는 것. 30년 뒤 미래인 2015년에 당도한 마티와 브라운 박사가 사건을 수습하는 동안, 마티와 원수지간인 비프 태넌이 인생을 바꿀 중요한 물건인 스포츠 연감과 함께 드로리안을 타고 과거로 사라진다. 다시 현대로 돌아온 마티와 브라운 박사는 뒤죽박죽이 되어 버린 세상에 소스라치게 놀라는데...