Молодой человек по имени Марти оказывается в пятидесятых годах благодаря изобретению своего друга — профессора Дока Брауна. Это временное путешествие становится возможным благодаря специально сконструированной машине времени, которая переносит его из восьмидесятых годов в прошлое.
В пятидесятых Марти знакомится со своими родителями, которые в то время сами были подростками. Также он встречает юного Дока Брауна, своего будущего друга и наставника, который в этот период жизни ещё только начинает свой путь в науке.