Doc tiene el coche-máquina del tiempo averiado, y está prisionero en la época del salvaje oeste. Marty McFly está en 1995 y acaba de encontrar una carta escrita por Doc en 1885. En ella, Doc le pide que arregle el coche, pero que no vaya a rescatarlo pues se encuentra muy bien en el pasado.
Sin embargo, el muchacho irá en su busca cuando descubre una vieja tumba en la que lee que su amigo murió en 1885.Marty y Emmet utilizarán la tecnología de la época para conseguir regresar al futuro.