好莱坞著名演员尼克兰决定改变银幕形象，因而接下一个警探的角色。为了演好这个角色，他到纽约与一位真正的凶杀组刑警约翰摩斯，共同生活两个星期，以体验警探真实的生活。但摩斯一点也不欢迎这位大明星，却碍于上终的命令，只得带著他一起去追捕一位连续杀人的罪犯，结果每次设计好的诱捕计划都被笨手笨脚的尼克兰搞砸了。

马丁（迈克尔·J·福克斯 饰）从他生活的八十年代来到了1955年，根据好朋友埃米• 布朗博士（克里斯托弗·洛伊德 饰）于1885年留下的信件，马丁找到了博士研制的时空穿梭机。本以为可以乘坐着这台机器回到未来，马丁却意外发现了博士的墓碑，原来他在留下那封信后不久便被人杀害。为了拯救埃米博士，马丁乘坐时

马丁（Michael J. Fox 饰）才回到现实世界与女友团聚，布朗博士（Christopher Lloyd 饰）就心急火燎地把他们带到了30年后的未来世界，原来这一次是马丁未来的两个孩子因参与抢劫锒铛入狱，博士要携马丁一起阻止悲剧发生。