L'histoire commence lorsque Marty, après avoir été accidentellement envoyé dans le passé en 1955 à bord de la machine à remonter le temps, rencontre ses parents avant leur rencontre et doit les aider à se rencontrer pour assurer son propre retour dans le futur. Cependant, il fait des erreurs qui menacent de modifier l'histoire, notamment en empêchant son père de rencontrer sa mère, risquant ainsi de ne jamais naître. Dans le même temps, il doit aussi trouver un moyen de retourner dans le présent, en 1985. Pour cela, il doit trouver Doc Brown en 1955, qui peut l'aider à réparer la machine à remonter le temps et retourner dans son époque. Mais il doit également éviter le danger de rencontrer son propre moi plus jeune, qui n'a pas encore voyagé dans le temps, pour éviter de causer des perturbations dans le continuum espace-temps.