Martin McFLy vive a Hill Valley, California. 17 anni, amico di uno scienziato, Doc, da molti ritenuto pazzo, ha 17 anni, una ragazza e una famiglia di sfigati. Il padre, George, da sempre vessato da Biff Tannen, la madre, Lorraine, assomiglia più a una acida zitella, fratello e sorella sono in fondo alla scala sociale. Martin ha una rock band, e spera di riuscire a suonare nella vita. Doc chiama Martin, chiedendogli di raggiungerlo di notte in un parcheggio per filmare un suo esperimento. E’ qui che Martin vede per la prima la DeLorean modificata, modificata in una macchina del tempo, che funziona con delle cariche di plutonio. L’esperimento riesce, ma appare un furgoncino con dei terroristi libici, a cui Doc aveva rubato il plutonio per l’esperimento, che sparano a Doc e cercano di far saltare la DeLorean. Martin, alla guida, scappa ed attiva per sbaglio i circuiti, e, raggiunte le 88 miglia orarie, viene trasportato nella Hill Valley del 1955. Qui incontrerà suo padre il giovane Doc, che lo aiuterà a tornare nel 1985, ma contemporaneamente dovrà aiutare il padre a conquistare la madre, altrimenti lui non nascerà mai.
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