Hill Valley, California, 25 ottobre 1985. Marty McFly è un diciassettenne studente di liceo, pigro e spesso ritardatario, ma coraggioso, gentile e di buon cuore, fidanzato con Jennifer Parker, sua coetanea e compagna di scuola. Marty sogna di diventare una rockstar ed è il chitarrista in un gruppo rock amatoriale, i Pinhead, pur senza molta fortuna: i componenti del gruppo vengono infatti bocciati al provino per suonare al ballo della scuola, perché i docenti li ritengono "troppo rumorosi".
Il ragazzo, inoltre, da sempre desidera una vita migliore e più agiata (l'automobile dei suoi sogni è un lussuoso fuoristrada 4x4 che non può permettersi) e non si dà pace per la piatta esistenza sua e dei suoi familiari: suo padre George, sin dai tempi della scuola, è totalmente succube del bullo Biff Tannen, ora suo capoufficio, che gli ha distrutto la macchina con la quale Marty aveva promesso di portare Jennifer in campeggio la sera successiva; sua madre Lorraine è una donna alcolizzata, imbruttita, trasandata e scontenta dalla non certo esaltante vita con George e non approva la relazione di Marty con Jennifer; i suoi due fratelli maggiori Dave e Linda svolgono lavori poco appaganti e vivono ancora a casa con i genitori.
Il migliore amico di Marty è un anziano, bizzarro e geniale scienziato di nome Emmett Brown, da lui chiamato "Doc", considerato fin troppo eccentrico da parte della comunità di Hill Valley. Quest'ultimo chiede al ragazzo di raggiungerlo quella stessa notte nel parcheggio del Twin Pines Mall, un grande centro commerciale, per filmare un misterioso esperimento.
Una volta giunto sul posto, Marty scopre che lo scienziato ha costruito una macchina del tempo modificando una DeLorean DMC-12. L'esperimento da filmare consiste nell'inviare nel futuro (un minuto avanti, nello specifico) il cane di Doc, Einstein. Il viaggio nel tempo avviene tramite il "flusso canalizzatore", dispositivo costituito da tre tubi elettronici disposti a Y, che si attiva automaticamente quando la vettura raggiunge la velocità di 88 miglia orarie.
