Monde : Etats Unis

Déboussolé, Marty poursuit sa route puis, reprenant ses esprits, freine brutalement alors qu'il arrive devant le « Lotissement Lyon » — le lieu où il habitera avec sa famille en 1985, à cette époque encore en construction, perdu en pleine campagne. C'est alors que la voiture cale, refusant de redémarrer ; Marty la cache derrière une grande pancarte. Puis, il se rend à pied en ville où il croise ses parents qui, en 1955, sont encore des adolescents.

Tout d'abord, il rencontre dans un café son père George et, juste après, le sauve d'un accident de la circulation, étant renversé à sa place par la voiture de son futur grand-père maternel. Tombant inconscient, Marty se réveille le soir même, neuf heures plus tard, dans la chambre de sa mère, Lorraine Baines, à cette époque une adolescente en fleur. Mais celle-ci tombe sous le charme de Marty, au grand effarement de celui-ci. Invité à rester manger chez les Baines, Marty part en catastrophe quand sa mère (qui ne sait évidemment pas qu'il est son fils) commence à le draguer avec insistance.

Essayant avant tout de retourner en 1985, Marty se rend ensuite à l'adresse de Doc Brown en 1955, pour le convaincre de l'aider à retourner à son époque. Surmontant ses sarcasmes (le Doc de 1955 le prenant pour un fou), il lui montre la DeLorean. Après réflexion, le Doc de 1955 se rend compte qu'il ne peut pas renvoyer Marty en 1985 car, en 1955, il est impossible de se procurer le plutonium nécessaire au convecteur temporel. Mais, quand Doc dit à Marty que seule la foudre pourrait produire une telle énergie, ce dernier lui répond qu'il sait, grâce à un prospectus de 1985, que la foudre va s'abattre dans une semaine sur le clocher de l'Hôtel de ville, et amène Doc à envisager une solution. Après avoir défendu à Marty de ne rien faire durant cette semaine qui risquerait de perturber la trame temporelle, Doc apprend de celui-ci qu'il a déjà rencontré ses futurs parents et qu'il a donc déjà commencé à modifier l'avenir. Incidemment, ils découvrent que cette intervention fait peu à peu disparaître Marty, son frère et sa sœur, d'une photo de famille que Marty avait montré à Doc et que, si cela continue, Marty ne tardera pas à être effacé de la réalité. Marty a alors une semaine devant lui pour faire en sorte que ses parents tombent amoureux, avant de repartir à son époque.

Le lendemain, Marty revoit son père et tente de le convaincre d'aller à la « Féerie dansante des Sirènes » (le bal du lycée) avec sa mère, alors que celle-ci est déjà tombée amoureuse de Marty et que Biff Tannen (qui tyrannisait aussi George à l'époque) a des vues sur elle. Dans un premier temps, George, intimidé, refuse d'essayer de sortir avec Lorraine. Mais, usant d'un stratagème durant la nuit, Marty — déguisé avec sa combinaison anti-radiations en Dark Vador —, menace George de lui faire fondre la cervelle s'il n'invite pas Lorraine. Il aide ensuite George à draguer Lorraine dans un café mais Biff arrive et interrompt sa tentative. Marty provoque alors Biff et sa bande. Ceux-ci, en voulant le poursuivre en voiture, heurtent un camion transportant du fumier, sous lequel ils sont ensevelis. Lorraine, impressionnée, suit alors Marty jusqu'à l'atelier de Doc (que Marty lui présente comme étant son oncle) et lui demande d'être son cavalier au bal, au grand dam de Doc, témoin de la scène. Cependant Marty accepte, imaginant un scénario où il se fera mettre KO par George, après que Marty se sera montré trop entreprenant avec Lorraine, avant le bal, dans la voiture garée sur le parking du lycée.

Le soir du bal arrive. Marty, assis dans la voiture avec Lorraine, attend la venue de George pour appliquer le scénario qu'ils ont prévu ensemble. Mais sa mère, sous le charme de Marty, l'embrasse contre son gré ; elle se rend cependant compte que quelque chose ne va pas, ayant l'impression d'embrasser son frère. Sur ces entrefaites survient Biff, furieux contre Marty à cause de l'épisode du fumier, alors que Marty pensait que c'était George qui arrivait. Dans un premier temps, Biff veut se battre avec lui mais, en voyant Lorraine dans la voiture, il remet Marty à ses amis (qui l'enferment dans le coffre de la voiture des musiciens du bal, non loin de là) et tente de violer Lorraine. C'est alors que George surgit ; ne reconnaissant pas Biff dans la voiture, il est surpris lorsque celui-ci se retourne et lui ordonne de partir. Mais George, pour la première fois de sa vie, décide de lui tenir tête. Biff sort alors de la voiture et lui fait une clé de bras. Lorraine, en essayant d'aider George, est jetée à terre par Biff, qui se moque d'elle. George, voyant cela, se met en colère et trouve la force d'infliger à Biff un violent coup de poing qui met ce dernier KO ; relevant Lorraine, qui tombe sous son charme, il l'emmène ensuite au bal. Pendant ce temps, les musiciens essaient de libérer Marty du coffre de leur voiture. Dans la manœuvre, le chanteur-guitariste se blesse à la main avec un tournevis. Marty sort finalement du coffre et arrive juste à temps pour voir George mettre son coup de poing à Biff.

Puisque le musicien blessé ne peut plus jouer de la guitare, Marty se propose de le remplacer afin que le bal ait bien lieu et que ses parents puissent amorcer leur histoire d'amour. Durant la danse des deux tourtereaux, George se fait pousser par un autre danseur, le séparant de Lorraine et provoquant le début de l’effacement temporel de Marty. Mais George, au dernier moment, repousse l'intrus et se décide à embrasser Lorraine, sauvant ainsi Marty, son frère et sa sœur, qui réapparaissent sur la photo. À la fin de la chanson, Marty, rendu joyeux par cet heureux dénouement, se laisse convaincre de jouer une dernière chanson, beaucoup plus rythmée. Il interprète alors Johnny B. Goode tandis que le chanteur blessé du groupe, qui se nomme Marvin Berry, appelle son cousin Chuck pour lui faire écouter un « son nouveau ». À la fin du morceau, Marty passe du style de Berry à celui de Jimi Hendrix (en jouant derrière sa tête à la manière de Hendrix) puis se déhanche au sol tout en jouant sous le coup de l'excitation, pour finalement s'arrêter sur une note aiguë et saturée. Il dit alors au public, effaré par son attitude, qu'ils ne sont pas encore prêts pour ce genre de musique et s'esquive de la scène.

Après avoir donné un conseil à ses parents concernant leur comportement face à leurs futurs enfants, Marty se rend à l’Hôtel de ville où Doc a tout planifié pour le voyage temporel. Quand Marty veut le prévenir qu'il sera assassiné en 1985, celui-ci refuse et déchire la lettre que Marty avait écrite à ce sujet. L'orage provoque alors la déconnexion d'un câble reliant le dispositif de la DeLorean à l'horloge de l'hôtel de ville. Pressé par le temps, Doc court remettre le câble en place pendant que Marty se rend en voiture à l'endroit d'où il devra démarrer, au bon moment pour atteindre les 88 miles à l'heure lorsque la foudre tombera sur le dispositif alimentant la DeLorean en énergie. Malgré les difficultés, Doc parvient à reconnecter les câbles juste à temps et Marty, au volant de la voiture, retourne en 1985.

Cependant, avant de quitter 1955, Marty avait modifié les réglages du convecteur temporel pour se donner quelques minutes en plus, espérant arriver en 1985 à temps pour prévenir Doc avant qu'il ne soit tué par les Libyens. Mais le timing s'avère être quand même trop juste et Marty assiste de nouveau, impuissant, à la mort de Doc. Puis il voit son double de 1985 se rendre lui aussi dans le passé au volant de sa DeLorean, et les Libyens qui le poursuivaient avoir un accident. Cependant, arrivé près du corps de Doc, Marty s'aperçoit que celui-ci est vivant : Doc avait recollé puis lu la lettre de Marty de 1955 et avait revêtu un gilet pare-balle. Quittant ensuite les lieux, Doc ramène Marty chez lui en pleine nuit et lui annonce, avant de le laisser, son intention de se rendre 30 ans dans le futur. Marty lui suggère de lui rendre visite à cette époque et de faire attention.

Le lendemain, Marty remarque des changements chez lui : la maison est beaucoup mieux meublée ; son père — devenu un écrivain de science-fiction à succès — a plus d'assurance ; sa mère est en bien meilleure santé et heureuse de son mariage ; son frère et sa sœur ont une vie bien plus attrayante. Par contre Biff, qui n'est plus le chef de George mais un garagiste, respecte et craint son père. De plus, Marty possède maintenant le 4x4 dont il avait rêvé avant de partir en 1955. Pendant qu'il admire son véhicule, Jennifer, sa petite amie, lui rend visite et Marty ne cache pas son soulagement de la revoir après tout ce temps (bien que, pour elle, une seule journée ait passé).

Tout à coup, la DeLorean surgit dans la rue ; Doc, bizarrement vêtu, en descend et dit à Marty de venir avec lui car il faut faire quelque chose pour ses enfants, à lui et à Jennifer. Montant dans le véhicule avec sa petite amie, Marty fait remarquer à Doc que la route est trop courte pour atteindre les 88 miles à l'heure. Mais Doc lui répond que, là où ils vont, ils n'ont pas besoin de route ; la DeLorean se met alors à décoller et part en volant vers le futur...