En 1985, Marty McFly, un adolescent ordinaire découvre l’existence d’une voiture à voyager dans le temps. À la suite d'une fusillade, Marty, prend la fuite à bord de la voiture et est accidentellement projeté en 1955. Il cherchera un moyen de regagner 1985 mais sa présence dans le passé menace sa propre existence.

Le jeune Marty McFly mène une existence anonyme auprès de sa petite amie Jennifer, troublé par sa famille en crise et un directeur qui serait ravi de l'expulser du lycée. Ami de l'excentrique professeur Emmett Brown, il l'accompagne un soir tester sa nouvelle expérience : le voyage dans le temps via 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. Là, il empêche malgré lui la rencontre de ses parents, et doit tout faire pour les remettre ensemble, sous peine de ne pouvoir exister.