เรื่องราวเริ่มต้นขึ้นทันทีหลังจากภาคแรก เมื่อ “ด็อก บราวน์” พามาร์ตี้และเจนนิเฟอร์เดินทางข้ามเวลาไปยังปี 2015 เพื่อแก้ไขปัญหาที่จะเกิดขึ้นกับลูกๆ ของมาร์ตี้ในอนาคต ทว่าเรื่องราวกลับยุ่งเหยิงเมื่อ “บิฟฟ์ แนนเนน” ในวัยชราแอบขโมยไทม์แมชชีนย้อนกลับไปในปี 1955 เพื่อมอบ “วารสารสถิติกีฬา” ให้กับตัวเองในวัยหนุ่ม ทำให้เส้นเวลาเปลี่ยนไปและโลกในปี 1985 กลายเป็นนรก มาร์ตี้และด็อกจึงต้องย้อนกลับไปยังเหตุการณ์ในภาคแรก (ปี 1955) อีกครั้งเพื่อแก้ไขอดีตโดยไม่ให้กระทบกับตัวเองในภาคแรก!