ต่อเนื่องจากจุดจบของภาค 2 เมื่อ “มาร์ตี้ แมคฟลาย” ติดค้างอยู่ในปี 1955 และพบว่า “ด็อก บราวน์” ถูกฟ้าผ่าจนย้อนกลับไปในปี 1885 (ยุคคาวบอย) มาร์ตี้ได้รับจดหมายจากอดีตที่บอกว่าด็อกมีความสุขดี แต่ทว่าเขากลับไปพบป้ายหลุมศพของด็อกที่ระบุว่าถูกยิงตายโดย “บิวฟอร์ด ‘แมดด็อก’ แนนเนน” บรรพบุรุษของบิฟฟ์ มาร์ตี้จึงต้องขับรถเดอลอรีนย้อนกลับไปช่วยเพื่อนรัก แต่ปัญหาใหญ่คือที่นั่นไม่มีน้ำมัน และเขาต้องหาวิธีใช้ “รถไฟ” ผลักดันรถให้เร็วถึง 88 ไมล์ต่อชั่วโมงเพื่อกลับบ้าน!