在罪恶横行的高汉市，有一个令罪犯们心惊胆颤的名字：蝙蝠侠。蝙蝠侠（迈克尔•基顿 Michael Keaton 饰）穿梭于最黑暗的角落，四处打击罪恶。在一次打击罪恶的行动中，蝙蝠侠令匪徒尼巴（杰克•尼科尔森 Jack Nicholson 饰）落入了化学池。尼巴因此面部神经受损，成了永远咧嘴笑的笑面人，人称“小丑”。“小丑”杀死了团伙的首领，控制了整个高汉市的黑道。“小丑”利用化学药品让人发笑而死，他用这种方法袭击了博物馆，幸得蝙蝠侠及时赶到，挫败了“小丑”的阴谋。在女友碧姬（金•贝辛格 Kim Basinger 饰）家里时，“小丑”突然袭击，蝙蝠侠巧妙躲过了袭击，意外发现“小丑”就是杀死自己的父母的仇人。“小丑”这次虏走了蝙蝠侠的女友碧姬，约定蝙蝠在教堂楼顶决一死战！
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
