Les enjeux n'ont jamais été aussi grands pour les voyageurs dans le temps William S. Preston, dit Bill (Alex Winter), et Theodore Logan, dit Ted (Keanu Reeves). Les deux meilleurs amis, désormais d'âge mûr et toujours désireux de réaliser leur destin rock and roll, s'embarquent dans une nouvelle aventure lorsqu'un visiteur du futur les prévient que seule leur chanson peut sauver la vie telle qu'on la connaît. Leurs filles, de nouvelles figures historiques et plusieurs légendes de la musique vont les aider, tout au long de leur parcours, à trouver la chanson qui remettra le monde dans le droit chemin et apportera de l'harmonie à l'univers.
