Als Dr. Emmett Brown im Jahre 1955 bei einem Landeversuch mit dem DeLorean vom Blitz getroffen wird, katapultiert ihn die Zeitmaschine in das Jahr 1885. Sofort schreibt er Marty McFly einen Brief, in dem er seinen Freund darüber unterrichtet, dass es ihm gut gehe und er seinen Lebensabend gern in dieser Epoche verbringen würde. Dank des zuverlässigen Postsystems erreicht der Brief Marty 70 Jahre später direkt nachdem dieser mit ansehen musste, wie die Zeitmaschine im bewölkten Nachthimmel von Hill Valley verschwand. Kurz darauf findet Marty allerdings heraus, dass der schrullige Wissenschaftler eine Woche nach seiner Ankunft im Wilden Westen erschossen wird. Um dies zu vereiteln, begibt er sich kurzerhand selbst auf die Reise in das Jahr 1885.

Nachdem Doc Brown am Ende des ersten Teiles Marty mit in die Zukunft genommen hat, sieht er nun selbst, was aus ihm werden wird - ein abgehalfterter Angestellter, der am Ende der Karriereleiter steht.Marty und Doc Brown versuchen, der Zukunft einen kleinen Schubser in die richtige Richtung zu geben. Doch Biff gibt seiner eigenen Zukunft durch einen Fehler Martys eine neue Wendung - und dieser Fehler muß nun ausgebügelt werden...

Die elfjährige Riley wird plötzlich aus ihrem bisherigen Leben im mittleren Westen gerissen, als ihr Vater einen neuen Job annimmt. Diese berufliche Veränderung bringt die Familie nach San Francisco und die Gefühle der Tochter ganz schön durcheinander. Wie alle Menschen wird auch Riley von ihren Emotionen geleitet: Freude, Angst, Wut, Ekel und Traurigkeit leben im Kontrollzentrum von Rileys Verstand, von wo aus sie dem jungen Mädchen Ratschläge erteilen und ihr zur Seite stehen. Doch nach dem Umzug haben Riley und ihre Gefühle Probleme mit dem Leben in der fremden Stadt und es geht turbulent zu in der innerlichen Kommandozentrale ihrer Emotionen. Obwohl Freude versucht, positiv zu bleiben, kriegen sich die Gefühle darüber in die Köpfe, wie sie Riley am besten durch den veränderten Alltag in der neuen Stadt, dem neuen Haus und der neuen Schule navigieren.