85年の世界に戻ってきたマーティ・マクフライ（マイケル・Ｊ・フォックス）は、未来の世界からドク・ブラウン（クリストファー・ロイド）の訪問をうけ、未来の自分の子供の身が危ないと知らされ、恋人のジェニファー（エリザベス・シュー）と共に、2015年の世界にやって来る。年老いたビフ・タンネン（トーマス・Ｆ・ウィルソン）の孫グリフ（トーマス・Ｆ・ウィルソン）にいじめられる息子のジュニア（マイケル・Ｊ・フォックス）を助け、悪の道に足を踏み入れることをとどまらせたマーティは、安心して85年の世界に戻ろうとするが、その間に、マーティがちょっとした悪戯心で手にしたスポーツ年鑑を、ビフが盗み過去の世界へ旅したことを誰も知らない。果たして戻ったマーティは、閑静な住宅地だったヒル・バレーがすっかり荒廃の地と化してしまっているのに愕然とする。おまけに父のジョージ（クリスピン・グローヴアー）は12年前に何者かによって殺され、未亡人となったロレイン（リー・トンプソン）は、何と今や全米一の大金持ちとなっているビフと再婚していた。どうやらビフは、55年のダンスパーティの日に、未来からやって来たビフからスポーツ年鑑を手渡され、これを基にスポーツ賭博で大もうけをしたらしい。時の流れをもとに戻そうと、マーティはドクと共に55年のあのダンス・パーティの日に戻る。そして大騒動の末にマーティはスポーツ年鑑を取り戻し、それを焼き捨てるが、85年の世界に戻ろうとしたその時あの稲妻が発生し、ドクを乗せたデロリアンはマーティを残し、どこかへと消えてしまう。そしてマーティは、あの時85年に帰る自分を見送ったドクを探し出し、助けを求めるのだった－－。