飞行员迪克斯（约翰•特拉沃塔 John Travolta 饰）和希尔上教（克里斯汀•史莱特 Christian Slater 饰）搭档多年，虽然表现出色，但一直没有获得晋升。心中不服气的迪克斯决定用自己的手段向政府讨回他应得的一切。于是，在一次飞行任务中，迪克斯为了劫持隐形飞机上的两枚核弹，将希尔打出了机舱，幸亏希尔携带有降落伞，才幸免于难。迪克斯取得核弹后，向政府要挟巨额赎金，不然就将在城市中引爆核弹。另一方面，希尔和美丽女警泰丽（萨曼莎•玛西丝 Samantha Mathis 饰）正在极力追寻迪克斯，抢回核弹！
皮博迪（泰·布利尔 Ty Burrell 配音）是一条与众不同的小狗，它拥有绝伦无比的高智商，因此注定拥有迥异于同类的“狗生”。它持有哈佛学位，成功开发了新能源，圆满解决地缘政治，还创立了属于自己的公司。皮博迪偶然机缘下收养了和它有着类似经历的人类小孤儿舍曼（麦克斯·查尔斯 Max Charles 配音），它如同慈父一般悉心教育着他的儿子，并利用自己开发的时光机带舍曼回到未来每一个重要时刻，亲身经历书本上枯燥的历史事件。转眼舍曼到了上学的年龄，他丰富的历史知识得到老师表扬，却也引来高傲的小姑娘佩妮·彼得森
马丁（Michael J. Fox 饰）才回到现实世界与女友团聚，布朗博士（Christopher Lloyd 饰）就心急火燎地把他们带到了30年后的未来世界，原来这一次是马丁未来的两个孩子因参与抢劫锒铛入狱，博士要携马丁一起阻止悲剧发生。 周旋一番后，两个孩子被成功挽救，但三人回到现实世界后，却发现周遭发生了天翻地覆的变化，世界被贝夫（Thomas F. Wilson饰）所控制，马丁的父亲乔治惨死，母亲洛莲（Lea Thompson 饰）竟然成了贝夫的妻子！ 这一切都是因为时光机器的秘密不慎被未来的
