마티는 무사히 1985년의 집으로 돌아갈 수 있을까? 마티와 독브라운 박사는 1955년 악전고투 끝에 악당 비프로부터 스포츠 연감을 뺏는데 성공한다. 그러나 불행! 브라운 박사가 마티를 타임머신 드로리안에 태우기 위해 이륙하는 순간, 벼락과 함께 사라지고 만다. 그리고 몇대를 걸쳐 전해져온 전신국 등기 편지를 통해 브라운 박사가 1885년으로 타임슬립이 되었음을 안다.
브라운 박사는 타임머신 드로리안이 70년 동안 어디 숨겨져 1885년에는 불가능하지만, 1955년에 수리 가능한 비결이 씌여있었다. 서부 시대에 사는 것이 꿈이었다는 브라운 박사. 마티에게 남겨진 편지에 이제 드로리안을 타고 1985년으로 돌아가서, 그 기계는 분해하라고 쓴다. 브라운 박사는 과거에 행복하게 어울러 있는 것이다. 그러나 마티는 그의 친구를 구하기 위해 과거로 날아간다. 그리고 서부의 시대가…
