เรื่องราวเกิดขึ้นเมื่อด็อกเตอร์ บราวน์ ได้ทดสอบเครื่องย้อนเวลาที่เขาประดิษฐ์ขึ้นด้วยรถยนต์เดอลอรีน และมาร์ตี้ แม็กฟลายได้บังเอิญใช้เครื่องย้อนเวลา ย้อนไปในอดีตจากปี 1985 ไปในปี 1955 และนั้นเองที่เขาได้บังเอิญไปพบพ่อและแม่ของเขาในช่วงวัยรุ่นอย่างไม่ตั้งใจ และทำให้ทั้งคู่คลาดไม่ได้พบกันตลอดกาล ซึ่งนั่นหมายความว่ามาร์ตี้จะไม่ได้เกิดขึ้นมาบนโลกในอนาคต เขาจึงต้องทำทุกวิถีทางแก้ไขความผิดพลาดที่ไปเปลี่ยนแปลงประวัติศาสตร์ โดยการเป็นพ่อสื่อทำให้พ่อและแม่ของเขารักและแต่งงานกันให้ได้อีกครั้ง ด็อกเตอร์บราวร์ใช้ไอสไตน์สุนัขที่ของเขาทดสอบการเดินทางข้ามเวลา มาตี้ต้องขึ้นไปเล่นดนตรีแทนมือกีตาร์ที่บาดเจ็บ เพื่อให้พ่อกับแม่ของเขาได้เต้นรำกัน