一天，主人带着宠物狗运（迈克尔·J·福克斯 Michael J. Fox 配音）、莎莎（莎莉·菲尔德 Sally Field 配音）和幻影（拉尔夫·韦特Ralph Waite 配音）来到机场，他决定和他的小动物们前往洛杉矶，来一场精彩刺激的露营。然而，胆小的狗运误会了主人的用意，以为主人打算遗弃它，于是吓得一通乱窜不见了踪影，无奈之下，莎莎和幻影只得尾随其后，确保狗运的安全。　　三只小动物就这样流落在了旧金山车水马龙的街头，它们要面对的，除了当地凶神恶煞的流浪狗外，还要提防野狗收容所派出的捕狗队对它们展开的围剿。最终，三只可爱的动物们凭借着它们的智慧，回到了主人的身旁。

　　5月9日的傍晚，肯塔基州某地燃烧的牛群狂奔过农场，一架飞碟腾空而起……美国政府很快探知火星人的飞碟已集结在地球周围，经过一番思量，美国总统戴尔（杰克•尼科尔森 Jack Nicholson 饰）决定向世界发布火星人到来的消息。在白宫中，总统夫人玛莎（格伦•克洛斯 Glenn Close 饰）和女儿戴菲（娜塔丽•波曼 Natalie Portman 饰）面对火星人到来像谈论一场寻常的访问活动；在纽约，从事新闻业的史东与娜塔莉正在筹备采访唐纳博士（皮尔斯•布鲁斯南 Pierce Brosnan 饰）；在堪萨斯，瑞奇的哥哥即将担任接见火星人的守卫军人；在拉斯维加斯，昔日拳王拜伦如今为家庭生计苦苦工作。终于到了火星人降临的时刻，他们发出了和平的信号，但之后却是大开杀戒，火星人一再的戏弄政府高层，人们束手无策，然而，真正能战胜火星人的武器出乎了所有人的预料……

　　好莱坞著名演员尼克兰决定改变银幕形象，因而接下一个警探的角色。为了演好这个角色，他到纽约与一位真正的凶杀组刑警约翰摩斯，共同生活两个星期，以体验警探真实的生活。但摩斯一点也不欢迎这位大明星，却碍于上终的命令，只得带著他一起去追捕一位连续杀人的罪犯，结果每次设计好的诱捕计划都被笨手笨脚的尼克兰搞砸了。

斯通（迈克尔·J·福克斯 Michael J. Fox 饰）在格雷迪小镇的义务服务期间，经历了一系列的事件和人际关系。尽管他原本只是视这个义务服务为一种惩罚，并且急于离开前往好莱坞，但是他逐渐发现这个小镇的淳朴和友善。镇上的人们热情地欢迎他的到来，包括镇长尼克尔森（大卫·奥根·斯提尔斯 David Ogden Stiers 饰）在内，他们对斯通提供了温暖的支持。 　　斯通的车子撞坏导致他无法离开，只能继续履行医生的职责，接待无数前来就诊的患者。在这个过程中，他结识了露（朱丽叶·沃纳 Julie Warner 饰），一位救护车司机，她是离婚单身母亲，独自抚养着一个四岁的女儿。斯通和露之间的接触让两人产生了相互的爱慕之情，他们之间有着特殊的吸引力和连接。然而，由于镇上另外一个人物恩瑞也对露展开追求，斯通面临着如何表达自己感情的困扰。

马丁（Michael J. Fox 饰）才回到现实世界与女友团聚，布朗博士（Christopher Lloyd 饰）就心急火燎地把他们带到了30年后的未来世界，原来这一次是马丁未来的两个孩子因参与抢劫锒铛入狱，博士要携马丁一起阻止悲剧发生。 　　周旋一番后，两个孩子被成功挽救，但三人回到现实世界后，却发现周遭发生了天翻地覆的变化，世界被贝夫（Thomas F. Wilson饰）所控制，马丁的父亲乔治惨死，母亲洛莲（Lea Thompson 饰）竟然成了贝夫的妻子！ 　　这一切都是因为时光机器的秘密不慎被未来的老贝夫识破，他偷偷回去捣鬼，竟因此使得整个世界都在他的掌握下！马丁与博士再次踏上时光穿梭的征途，希望将世界扳回正轨。