Après son voyage mouvementé entre passé, présent et futur, Marty McFly apprend, par une lettre vieille de cent ans, que son vieil ami Emmett "Doc" Brown se serait crashé en 1880 au volant de sa DeLorean, restant ainsi prisonnier du far-west, sous la menace de Buford "Molosse" Tannen qui s'est juré de le tuer. Il n'a que cinq jours pour retrouver Doc et le ramener vivant vers le présent... Dernier opus des aventures temporelles du tandem : sauront-ils retourner enfin vers le (bon) futur ?

1985. Le jeune Marty McFly mène une existence anonyme auprès de sa petite amie Jennifer, seulement troublée par sa famille en crise et un proviseur qui serait ravi de l'expulser du lycée. Ami de l'excentrique professeur Emmett Brown, il l'accompagne un soir pour tester sa nouvelle expérience : le voyage dans le temps à bord d'une DeLorean modifiée. La démonstration tourne mal : des trafiquants d'armes débarquent et assassinent le scientifique. Marty se réfugie dans la voiture et se retrouve transporté en 1955.