Do doborowej obsady z poprzednich części, Michaela J. Foxa i Christophera Lloyda, dołącza zdobywczyni Academy Award Mary Steenburgen. Jest to ostatnia część porywającej i zaskakującej podróży w czasie, za której produkcję odpowiadają legendarni już twórcy Steven Spielberg i Robert Zemeckis. Doktor Brown spełniając swoje odwieczne marzenie postanawia zamieszkać na Dzikim Zachodzie, dokładnie w 1880 roku. Z tego powodu Marty musi po raz kolejny przenieść się do przeszłości i uratować Doktora przed przedwczesną śmiercią. Na drodze napotka jeden ale znaczący problem: Doktor jest tak oczarowany śliczną nauczycielką Clarą Clayton (Steenburgen), że jest delikatnie… rozproszony. Teraz wszystko w rękach Marty’ego, który musi uchronić przyjaciela przez tarapatami, uruchomić DeLoreana, a co najtrudniejsze – musi wszystko uporządkować. Trzeba ustawić przeszłość, teraźniejszość i przyszłość na właściwym torze, a wszystko po to aby wszyscy mogli dostać się tam gdzie – i kiedy – jest ich miejsce!

Rok 1955. Marty (Michael J. Fox) czeka na Browna (Christopher Lloyd), który ma się po niego zjawić wehikułem czasu. Otrzymuje list od naukowca. Okazuje się, że w wyniku awarii uczony został przeniesiony na Dziki Zachód, do 1885 r. Dzięki wskazówkom z listu Marty'emu udaje się odnaleźć wehikuł i wrócić do współczesności. Gdy odkrywa, że w 1886 r. Brown zginął od kuli rewolwerowca, chce go uratować. Przenosi się do 1885 r. 

Spełniając swoje marzenie, Doktor Brown zdecydował się żyć na Dzikim Zachodzie w latach 80-tych XIX wieku. Lecz kiedy staje w obliczu przedwczesnej śmierci, Marty podróżuje w przeszłość, aby go uratować. Jest jednak pewien problem: Doktor jest po uszy zakochany w nauczycielce Clarze Clayton (Steenburgen), co powoduje, że jest trochę… rozproszony. Marty musi zachować doktora od kłopotów, uruchomić DeLoreana i przełożyć na właściwe tory przeszłość, teraźniejszość i przyszłość, tak aby wszyscy mogli powrócić tam, gdzie - i kiedy - jest ich miejsce.