ドクを助けたいマーティは修理したデロリアンを使い1885年9月2日にに行きます。マーティはタイムスリップしました。ドクのもとへ急ぐマーティはインディアンや熊と遭遇し、丘を転げ落ちて気絶しました。そこで自分の祖先にあたるシェイマスとその妻のマギーに助けられ、彼らの協力でヒルバレーにたどり着いたマーティでしたが、不運にもビュフォード・タネンに出くわしてしまいます。彼に因縁をつけられたマーティは危うく殺されそうになるが、間一髪のところでドクに助けられ、再会を果たします。
暴走した馬車に乗っている女性が助けを求めていて、ドクが助けに向かう。崖から落ちる一歩手前で間一髪で女性を助けるドク。そしてドクとクララと名乗る女性は、一瞬で恋に落ちてしまいます。
マーティが、１００年前に渓谷から落ちたクララという名の先生が居る、とハイスクールでは有名な話だと言います。ドクはクレイトン峡谷に転落して死ぬはずだった女性を助けた為に、橋の名前が変わってしまったのだという事が分かりました。
また時代を変えてしまったとドクは反省します。タイムマシーンを造ったのは間違いだった、あのマシーンが齎すのは面倒ばかりだと改め悔います。
村では祭りが開かれ、クララとダンスを踊っていたドクは、ビュフォードに「苦しんだ挙句2日後に死ぬデリンジャー銃」で命を狙われます。マーティが狙撃を阻止したことから、マーティはビュフォードに恨まれ決闘を申し込まれます。
危険を回避したのに未来の写真からドクの墓が消えません。名前は消えたが日付が消えていないのです。
決闘が原因で、この墓石に名前が刻まれるのは、ドクからマーティに代わったのでした。
マーティは撃たれてしまいますが、胸に鉄板を仕込んでいたので無事で、逆にビュフォードを殴って倒しました。
ドクとマーティは蒸気機関車をジャックし先頭車両を切り離して、デロリアンを押そうとします。その時、クララが馬に乗って追ってきました。ドクは1885年に残ることを決意し、マーティだけが1985年に戻ります。直後、列車がデロリアンに衝突し、デロリアンは大破しました。
「ドクには二度と会えない」と寂しがるマーティでしたが、その時電車も来ていないのに踏切が下りカンカンと線路の信号が鳴り出しました。すると目の前に空飛ぶ機関車が降りて来たのです。そこにはなんと、ドクとクララ、そしてその子供達が乗っていました。ドクは蒸気で走るタイムマシーンを造り上げ、マーティを安心させる為に会いに来てくれたのです。
