Tym razem Dr Brown wylądował na Dzikim Zachodzie w roku 1885. Jednak po dziewięciu miesiącach pobytu został zastrzelony. Na pomoc rusza mu Marty, ale sam popada w kłopoty. Jedynym dla nich wyjściem jest powrót do przyszłości. Niestety nie jest to możliwe, bo wehikuł ma przebity bak...

Rok 1955. Marty (Michael J. Fox) czeka na Browna (Christopher Lloyd), który ma się po niego zjawić wehikułem czasu. Otrzymuje list od naukowca. Okazuje się, że w wyniku awarii uczony został przeniesiony na Dziki Zachód, do 1885 r. Dzięki wskazówkom z listu Marty'emu udaje się odnaleźć wehikuł i wrócić do współczesności. Gdy odkrywa, że w 1886 r. Brown zginął od kuli rewolwerowca, chce go uratować. Przenosi się do 1885 r. 

Do doborowej obsady z poprzednich części, Michaela J. Foxa i Christophera Lloyda, dołącza zdobywczyni Academy Award Mary Steenburgen. Jest to ostatnia część porywającej i zaskakującej podróży w czasie, za której produkcję odpowiadają legendarni już twórcy Steven Spielberg i Robert Zemeckis. Doktor Brown spełniając swoje odwieczne marzenie postanawia zamieszkać na Dzikim Zachodzie, dokładnie w 1880 roku. Z tego powodu Marty musi po raz kolejny przenieść się do przeszłości i uratować Doktora przed przedwczesną śmiercią. Na drodze napotka jeden ale znaczący problem: Doktor jest tak oczarowany śliczną nauczycielką Clarą Clayton (Steenburgen), że jest delikatnie… rozproszony. Teraz wszystko w rękach Marty’ego, który musi uchronić przyjaciela przez tarapatami, uruchomić DeLoreana, a co najtrudniejsze – musi wszystko uporządkować. Trzeba ustawić przeszłość, teraźniejszość i przyszłość na właściwym torze, a wszystko po to aby wszyscy mogli dostać się tam gdzie – i kiedy – jest ich miejsce!

Spełniając swoje marzenie, Doktor Brown zdecydował się żyć na Dzikim Zachodzie w latach 80-tych XIX wieku. Lecz kiedy staje w obliczu przedwczesnej śmierci, Marty podróżuje w przeszłość, aby go uratować. Jest jednak pewien problem: Doktor jest po uszy zakochany w nauczycielce Clarze Clayton (Steenburgen), co powoduje, że jest trochę… rozproszony. Marty musi zachować doktora od kłopotów, uruchomić DeLoreana i przełożyć na właściwe tory przeszłość, teraźniejszość i przyszłość, tak aby wszyscy mogli powrócić tam, gdzie - i kiedy - jest ich miejsce.