Марти, обычный подросток из 80-х, оказывается в невероятной ситуации благодаря своему эксцентричному другу — профессору Доку Брауну. Тот создаёт удивительную машину времени, которая переносит парня прямо в 50-е годы. Здесь Марти сталкивается с миром, полным ностальгических деталей, где всё кажется одновременно знакомым и чужим.
В этом прошлом он неожиданно встречает своих будущих родителей, которые сейчас сами ещё подростки. А рядом с ними — молодого Дока Брауна, полного энтузиазма и смелых идей. Эти встречи заставляют Марти задуматься о том, как тесно переплетаются судьбы и как незначительные поступки могут изменить будущее.