Марти, обычный подросток, с помощью удивительного изобретения — машины времени, созданной его другом, профессором Доком Брауном, совершает невероятное путешествие. Он переносится из привычных 1980-х годов в далекие 1950-е, где сталкивается с совершенно иной эпохой.
В этом прошлом Марти неожиданно встречает своих будущих родителей, которые в то время сами ещё учатся в школе. Кроме того, он знакомится с Доком Брауном, но в его молодой версии, что добавляет путешествию особую интригу и сложности.