马丁（Michael J. Fox 饰）才回到事实世界与女友聚会，布朗博士（Christopher Lloyd 饰）就心急火燎地把他们带到了30年后的未来世界，原来这一次是马丁未来的两个孩子因参与抢劫锒铛入狱，博士要携马丁一同阻止喜剧发作。 

周旋一番后，两个孩子被成功援救，但三人回到事实世界后，却发现周遭发作了天翻地覆的变化，世界被贝夫（Thomas F. Wilson饰）所控制，马丁的父亲乔治惨死，母亲洛莲（Lea Thompson 饰）居然成了贝夫的妻子！ 

这一切都是由于光阴机器的秘密不慎被未来的贝夫识破，他偷偷回去捣乱，竟因此使得整个世界都在他的掌握下！马丁与博士再次踏上光阴穿越的征途，希望将世界扳回正轨