Sherlock Holmes und Dr. John Watson untersuchen gemeinsam einen mysteriösen Mord im Buckingham Palace. Es scheint zunächst ein klarer Fall zu sein, denn alle Anzeichen deuten auf Professor James Moriarty hin, den kriminellen Drahtzieher und langjährigen Erzfeind des kriminellen Duos. Als neue Hinweise auftauchen, müssen der größte Detektiv der Welt und sein zuverlässiger Assistent innerhalb von vier Tagen den Mörder fangen, bevor die Königin diesem zum Opfer fällt.

Der Teenager Marty McFly wird mit der Zeitmaschine seines Freundes, dem skurrilen Wissenschaftler Dr. Emmett Brown versehentlich ins Jahr 1955 geschleudert. Dort verhindert er zunächst unabsichtlich, dass sich seine zukünftigen Eltern kennen lernen und in einander verlieben, womit er seine eigene Zeugung gefährdet. Zu allem Überfluss verguckt sich seine Mutter auch noch in ihn. Ihm bleibt nun eine Woche Zeit, seinen tollpatschigen Vater mit seiner Mutter zu verkuppeln und gemeinsam mit Docs dreißig Jahre jüngerem alter Ego einen Plan zu entwickeln, wie sie das bevorstehende große Gewitter nutzen können, um ihn in die Gegenwart zurück zu schicken.

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...