因父亲被害，14岁的玛蒂·罗斯（海莉·斯坦菲尔德 Hailee Steinfeld 饰）抵达案发地史密斯堡，作为长女代表家人处理后事。杀死父亲的凶手汤姆·切尼已不知去向，在这枯燥又忙碌的西部小镇上，没人关心杀死异乡人的逃犯何时落网。玛蒂决定自己雇佣警察为父亲报仇，经人介绍，她选择与醉醺醺的警长罗斯特·考波恩（杰夫·布里吉斯 Jeff Bridges 饰）合作，同时，一名来自德克萨斯的骑警拉博夫（马特·达蒙 Matt Damon 饰）亦希望抓获汤姆·切尼，好在德州获得高额悬赏，为了让切尼在本地被正法，玛蒂必须在拉博夫之前抓到杀父仇人。成熟而坚强的玛蒂与罗斯特踏入了保留地，在那里有众多不法之徒，以及暂时逍遥法外的仇人……
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
