为了说和花心的哥哥奥布朗斯基（马修·麦克费登 Matthew Macfadyen 饰）和嫂子多丽（凯莉·麦克唐纳 Kelly Macdonald 饰）濒临破败的婚姻，美丽贵妇安娜·卡列尼娜（凯拉·耐特丽 Keira Knightley 饰）乘坐火车来到莫斯科。她在当地邂逅骑兵军官渥伦斯基（亚伦·约翰逊 Aaron Johnson 饰），后者风度翩翩，英俊迷人，令多丽的妹妹凯蒂（艾丽西卡·维坎德 Alicia Vikander 饰）神魂颠倒，也让已为人妇的安娜心中若有所动。忌惮周遭的风言风语，安娜压抑内心的情感，乘夜返回彼得堡的家中。醉心名利的丈夫亚历山大·卡列宁（裘德·洛 Jude Law 饰），似乎全然无法体恤妻子心中的苦闷。未过多久，渥伦斯基尾随来至
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
