年轻的迈克（史蒂夫·茨恩 Steve Zahn 饰）负责打理爸妈开的一家汽车旅馆，一天，他看到一个漂亮的女孩苏（詹妮弗·安妮斯顿 Jennifer Aniston 饰）前来住店，颇为兴奋，当晚便开了一支香槟登门拜访，在一来一往的暧昧与酒精的催化下，他们很快发生了关系。然而汽车旅馆的一夜情终究是明朝各自飞，但当苏回家之后，迈克却渐渐发现自己爱上了苏，于是他飞到苏的城市找她，两人也在交往中渐渐了解彼此，并决定一起开始一段跨越美国的远行。然而就在迈克以为自己的未来将和这位女子幸福地捆绑在一起之时，他却得知苏又回到了有钱有权的前男友身边，并已有身孕，准备结婚了。似乎瞬间失去生活重心的迈克还能否重新找回爱情？
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
