Несмотря на просьбы Дока не навещать его в XIX веке, Марти вновь хочет вмешаться в ход событий и на машине времени уносится в 1885 год, навстречу Дикому Западу. Это путешествие, как и все прежние, не обходится без опасных приключений, но смелый Марти, рискуя жизнью, предотвращает трагедию в жизни Эммета Брауна. Тот, в свою очередь, без памяти влюбляется в очаровательную незнакомку, которую спасает от гибели, и поездка домой — в будущее — теряет для него всякий смысл.

В 2296 году, более 200 лет спустя после ядерной войны, потомки привилегированных и богатых живут в автономных благоустроенных бункерах, а остальное человечество выживает в жёстких условиях. Умница и красавица Люси Маклин из убежища № 33 собиралась выйти замуж за парня из № 32, но вместо этого их дом подвергается нападению рейдеров, которые похищают её отца. Несмотря на всеобщие возражения, наивная девушка отправляется на поверхность полная решимости отыскать предводительницу рейдеров, и вскоре её путь пересекается с членом военно-религиозной организации «Братство стали» Максимусом и мутантом-охотником за головами, в прошлом — звездой вестернов Купером Говардом.