Après semble-t-il avoir mis un terme à ses problèmes, Marty voit disparaître son vieil ami Doc dans un éclair. Un messager lui apporte l'instant d'après une lettre de Doc qui lui apprend qu'il est coincé dans le Farwest de 1880, sa DeLorean étant à sec, et il demande à Marty de détruire la DeLorean qu'il a caché dans une mine. Mais Marty découvre que Doc a été assassiné 5 jours après avoir écrit sa lettre par Buford Tannen, l'ancêtre de Biff. Marty n'a donc pas d'autre choix que de partir dans le passé une nouvelle fois afin de sauver son vieil ami...