Молодой человек по имени Марти оказывается в пятидесятых годах благодаря изобретению своего друга — профессора Дока Брауна. Это путешествие во времени стало возможным благодаря специально сконструированной машине, которая перенесла его из восьмидесятых в прошлое.
В пятидесятых Марти знакомится со своими родителями, которые в то время были такими же подростками, как и он сам. Также он встречает юного Дока Брауна, своего будущего друга и наставника, который в те годы только начинал свой путь в науке.