依据博士在七十年前留下的信，马丁和1955年的博 士找到了藏在穴矿中的时间机器。马丁无意间发现在18 85年的博士在寄信后不久就将被杀，于是又乘着时间机 器赶往1885年。 马丁成功抵达， 但油箱却不慎破损。 马丁遇上了 他的祖先威廉并受到照顾，他化名来到了建立之初的小 镇，却遇上了贝夫的祖先邓彪福，并受到迫害。在危急 之际，博士救下了马丁。
博士得知了将要发生的事情并准备和马丁一起回到 未来，但油箱的破损却使时间机器无法行驶到所需的速 度。博士想出了利用火车的方法，并在实地勘测时救下 了女教师克丽，两人一见钟情。 在晚会上，马丁从邓彪福手下救出了博士，但他却 接受了与邓彪福决斗的挑战。博士与喜欢科幻小说的克 丽感情日深，但必须返回未来一事却使他颇伤脑筋。在 返回未来的前一天夜里，博士去与克丽告别。在克丽的 追问下，博士说出了时间旅行的秘密，却被克丽误解。
博士万念俱灰，前往酒馆欲借酒浇愁，而伤心的克丽也 要离开小镇。 马丁醒来后找到了博士，但正要离开时博士却因醉 酒而晕睡，使马丁面临与邓彪福的决斗的危机。马丁弄 醒博士后想逃之夭夭，但博士却落入了邓彪福的手里。 马丁急中生智，利用铁板护身，打败了邓彪福。 马丁和博士开始实行他们的计划，而克丽在火车上 得知了博士对她的真情后，也赶来寻找博士。博士的计 划顺利实施， 但克丽赶到后却陷入了危境。 为了救克 丽，博士错过了回到未来的时机。
时间机器成功地把马丁送回了1985年，但却不幸被 毁，马丁无法再去接回博士。他找到了女友珍妮和她一 同出游，由于时间旅行的经历改变了马丁的急性子，使 马丁避免了未来的灾难。马丁和珍妮来到时间机器被毁 的地方，对博士无法回来而感到忧伤，但就在此时，博 士却驾着新的时间机器出现在马丁和珍妮面前。他已经 和克丽结了婚并有了……
