Marty McFly macht sich auf in den Wilden Westen, um Doc Brown, den es am Ende von Teil II in das 19. Jahrhundert verschlug, wieder in die Gegenwart zu befördern. Ein Grabstein hat ihm verraten, dass der Doc, der in einem Westerndorf als Schmied arbeitet, nur noch drei Tage zu leben hat. Nicht nur die defekte Zeitmaschine kompliziert die Heimreise, sondern auch Martys Zwist mit dem eiskalten Killer Mad Dog Tannen und Docs Romanze mit der Lehrerin Clara. Nach der Bewältigung aller Probleme entführen Doc und Marty einen Zug, der die Zeitmaschine auf die nötige Geschwindigkeit bringt. Marty gelingt der Sprung ins Jahr 1985, der Doc bleibt bei Clara.