Marty McFly vive con i genitori e i fratelli a Hill Walley: è un simpatico diciassettenne, che una sera incontra uno scienziato spiritato - il dott. Brown - il quale è riuscito a trasformare un'auto DeLorean in uno straordinario "veicolo del tempo". L'auto è alimentata da plutonio, che Brown ha sottratto a dei terroristi libici e questi lo tallonano per vendicarsi, finchè gli sparano, poco dopo che il vecchio ha sommariamente spiegato a Marty gli elementi essenziali della sua creatura e le possibilità straordinarie che a questa si presentano. Così Marty, per salvarsi dagli aggressori, parte a razzo e tutto solo e si ritroverà nella sua stessa cittadina trent'anni prima, giusto nel 1955. Egli andrà incontro ad imprevedibili avventure, si troverà coinvolto in situazioni bizzarre e farà spesso con la gente la figura dello sprovveduto o del matto (il bar locale è sempre lo stesso, ma certo il ragazzo non vi troverà la "Fanta" che richiede e così via discorrendo). Proprio lì egli conosce George McFly, suo futuro padre, un suo coetaneo goffo e sbeffeggiato dai compagni di scuola (sempre quella, ovviamente) e per di più incontra Lorraine Baines, altra diciassettenne, destinata a sposare George e, a tempo debito, a mettere al mondo proprio lui (anche se, nel '55, quella graziosa ragazza pare trovarlo infinitamente attraente e simpatico). Marty scopre poi la casa dove Brown lavora, anche lui più giovane, ma con la sua grande zazzera bianca al vento e tutto preso dai suoi esperimenti scientifici. Quello che però preme maggiormente a Marty è che Lorraine si innamori di George, ma questi è così timido che occorreranno al giovanotto mille astuzie per spingere i due l'uno nelle braccia dell'altro, pena ... l'avvenire di Marty stesso. Poi, rincuorato e stimolato dal nuovo amico, George salva Lorraine dalle "avances" di un mezzo teppista locale e la porta ad un ballo pubblico, dove con il primo bacio scoccherà la scintilla fatale. Ora che le necessarie premesse sono assicurate, Marty desidera tornare nell'anno 1985 e, quindi, a casa. Grazie ai suoi geniali marchingegni (e profittando di un fulmine che alle 22 e 4 minuti di una sera di trent'anni prima era piombato sul grande orologio cittadino di Hill Walley), il dottor Brown fa ripartire il ragazzo per la sua camera da letto. A casa egli ritrova i suoi, George che ora è un uomo più deciso e fortunato, l'ex teppistello di trent'anni prima, che ora gli lava la macchina e, soprattutto, sua madre, sempre graziosa e gentile. Tutto non è durato che una manciata di secondi. Ma si direbbe che quel Brown sia immortale: Marty lo vedrà ricomparire alla fine, proprio mentre incontra di nuovo, un po' stonato data la sua fantastica avventura, l'amichetta del cuore...