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.

Wir schreiben das 23. Jahrhundert. Der junge James Tiberius Kirk ist ein Draufgänger, der keiner Kneipenschlägerei aus den Weg geht und bevorzugt mit dem Kopf durch die Wand marschiert. Der Heißsporn bewirbt sich auf Rat eines alten Freundes seines verstorbenen Vaters bei der Sternenflotten-Akademie der Föderation und findet in dem kauzigen Arzt Dr. Leonard "Pille" McCoy sogar gleich einen neuen Kumpel. Ansonsten macht sich der Frauenheld auf der Akademie eher Feinde. So wie den Halb-Vulkanier Spock, dem auffällt, dass Tiberius bei einer Prüfung gemogelt hat. Die beiden entwickeln sich zu erbitterten Rivalen, müssen ihre Feindseligkeiten jedoch aufgeben, als die U.S.S. Enterprise vom Stapel läuft und Captain Pike bei einer Mission von dem romulanischen Outlaw Nero gefangen genommen wird, der nur von einem Gedanken beseelt ist: Rache!