En 1985, Marty McFly a retrouvé sa famille et sa petite amie après un voyage mouvementé dans le passé. Surgit alors Doc Brown, au volant de sa machine à explorer le temps. Il lui enjoint de le suivre dans le futur, en l'an 2015, pour secourir son fils tombé sous la coupe du sinistre Biff Tannen..
Ce troisième épisode propulse Marty sur une toute nouvelle mission… en l'an 1885, en plein Far West ! Il n'a que cinq jours pour sauver son ami Doc des griffes du terrible Buford "Molosse" Tanner et ainsi lui éviter la mort. Cependant, bon nombre d'embûches vont empêcher nos deux voyageurs de rentrer rapidement vers le futur : ils devront faire face à une panne de la DeLorean, leur très célèbre machine à remonter le temps, affronter une bande de hors-la-loi et croiser sur leur route une maîtresse d'école dont le charme ne laissera pas insensible ce bon vieux Doc….
