De retour en 1985, Marty reçoit une lettre de son vieil ami Doc Brown. Ce dernier vit en 1885 et coule des jours heureux au Far West. Il demande à Marty de le laisser finir ses jours en paix. Plus tard, le hasard conduit le jeune homme devant la tombe du savant. Il découvre que Doc n'a plus que cinq jours à vivre. Marty décide alors de se propulser dans le temps et de le rejoindre. Il le retrouve aux prises avec le sinistre Buford Tannen, un lointain ancêtre de leur éternel ennemi, Biff. Le ton monte rapidement entre Marty et Buford. Mais le véhicule spatio-temporel à bord duquel le jeune homme voyage reste bloqué dans une grotte, en panne de carburant...