लेखक और निर्माता बॉब गेल के दिमाग में इस कहानी का विचार तब आया जब वह ‘"यूज्ड कार्स" ’ के प्रदर्शित होने के बाद अपने माता-पिता से मिलने मिसौरी गए थे। अपने मकान के तलघर की तलाशी के दौरान गेल को अपने पिता की हाई स्कूल ईयरबुक मिली जिससे उन्हें यह पता चला कि उनके पिता स्नातक कक्षा के अध्यक्ष थे। गेल ने अपनी स्नातक-कक्षा के अध्यक्ष के बारे में सोचा जो एक ऐसा व्यक्ति था जिसके साथ उनका कोई लेना-देना नहीं था। गेल को ख्याल आया कि यदि वह और उनके पिता साथ-साथ हाई स्कूल जाया करते तो वह अपने पिता के दोस्त होते. कैलिफोर्निया लौटकर उन्होंने अपना यह नया विचार रॉबर्ट ज़ेमेकिस को बताया। इसके बाद ज़ेमेकिस के दिमाग में एक ऐसी मां का खयाल आया जिसे यह शिकायत थी कि वह अपने स्कूली दिनों में किसी लड़के को चूम नहीं पाई, जबकि सच तो यह था कि वह अत्यंत असंयमी थी। वे दोनों इस परियोजना को कोलंबिया पिक्चर्स में ले गए और सितंबर 1980 में पटकथा के लिए आगे का समझौता किया।

ज़ेमेकिस और गेल ने कहानी का काल सन् 1955 तय किया क्योंकि उन्होंने हिसाब लगाकर पाया कि यदि एक 17 साल का लड़का अपने माता-पिता से अपनी ही उम्र में मिलने के लिए अतीत की यात्रा करे तो उसे उसी दशक में जाना पड़ेगा. साथ ही यह वह समय था जब एक महत्वपूर्ण सांस्कृतिक तत्व के रूप में किशोरों का उदय हो रहा था। यह रॉक एन रॉल का जमाना था और इसी समय उपनगरीय विस्तार हो रहा था। कहानी पर इन सब बातों का प्रभाव है। मूल रूप से, मार्टी एक वीडियो जालसाज था, समय यंत्र एक रेफ्रिजरेटर था और उसे घर लौटने के लिए नेवाडा टेस्ट साइट के परमाणु विस्फोट से निकली ऊर्जा का इस्तेमाल करना था। ज़ेमेकिस को यह चिंता थी कि बच्चे दुर्घटनावश स्वयं को रेफ्रिजरेटरों में बन्द न करने लगें और साथ ही मूल कहानी का क्लाइमेक्स अत्यंत खर्चीला था। डीलॉरेन (DeLorean) समय यंत्र का चयन इसलिए किया गया कि इसकी बनावट से किसानों के परिवारों द्वारा भूलवश इसे उड़न तश्तरी के रूप में लेने पर प्रतिबंध लगता था। विशाल गिटार आवर्धक के निर्माण से पहले लेखकों ने मार्टी तथा डॉक ब्राउन के बीच एक विश्वसनीय दोस्ती पैदा करना मुश्किल पाया और जब उन्होंने यह पंक्ति लिखी- “इट्स लाइक आइ एम किसिंग माय ब्रदर”, तब केवल उसकी मां के साथ उसके मातृरति (Oedipal) संबंध पर विचार किया। यूनिवर्सल के कार्यकारी नेड टैनेन (Ned Tanen) द्वारा "आइ वाना होल्ड योर हैंड" की एक पटकथा बैठक के दौरान ज़ेमेकिस तथा गेल के प्रति आक्रामक व्यवहार प्रदर्शित करने के बाद बिफ़ टैनन (Biff Tannen) का नाम प्रस्तावित किया गया।

"बैक टू द फ़्यूच" र का पहला ड्राफ्ट फरवरी 1981 में पूरा हुआ था। कोलम्बिया पिक्चर्स ने फ़िल्म करने से इनकार कर दिया। “उनका मानना था कि यह सचमुच श्रेष्ठ, सुन्दर और गर्मजोशी से भरी फ़िल्म थी लेकिन इसमें पर्याप्त यौनिकता नहीं थी,” गेल ने कहा. उन्होंने सुझाया कि हम इसे डिज़नी ले जाएं लेकिन हमने फैसला किया कि हम इसे लेकर किसी ऐसे बड़े स्टूडियो में जाएंगे जो इसे पसंद करेंगे। अगले चार वर्षों तक सभी प्रमुख फ़िल्म स्टूडियो द्वारा पटकथा अस्वीकार की जाती रही और इस दौरान "बैक टू द फ़्यूचर" के दो और ड्राफ्ट तैयार किए गए। 1980 के शुरुआती वर्षों में लोकप्रिय किशोर हास्य (जैसे कि "फास्ट टाइम्स एट रिजमॉन्ट हाइ" एंड "पोर्कीज") थोड़ा भद्दा और वयस्क केन्द्रित होते थे, इस कारण पटकथा को बहुत हल्के स्तर का होने के कारण प्राय: अस्वीकार कर दिया जाता था। अंततः गेल तथा ज़ेमेकिस ने डिज़्नी की "बैक टू द फ़्यूचर" में पुनः शामिल हो जाने का निर्णय किया। “उन्होंने हमसे कहा कि किसी बेटे का मां से प्यार हो जाना डिज़नी बैनर के तले एक पारिवारिक फ़िल्म के लिए अच्छी बात नहीं,” गेल ने कहा.

दोनों ने स्टीवन स्पीलबर्ग के साथ दोस्ती गांठनी चाही जिन्होंने "यूज़्ड कार्स" तथा "आइ वाना होल्ड योर हैंड" का निर्माण किया था और दोनों फ़िल्में असफल रही थीं। स्पीलबर्ग शुरू में परियोजना से अलग रहे क्योंकि ज़ेमेकिस को ऐसा लगा कि यदि वह उनके साथ एक और असफल फ़िल्म बनाते हैं तो वे फिर भविष्य में कभी कोई फ़िल्म नहीं बना पाएंगे. गेल ने कहा “हमें डर था कि हमारी छवि कहीं ऐसी न बन जाए कि लोग हमारे बारे में यह सोचने लगें कि हम दोनों के पास इसलिए काम है क्योंकि हम स्पीलबर्ग के मित्र हैं। एक निर्माता ने दिलचस्पी दिखाई मगर फिर अपना इरादा बदल लिया जब उसे यह पता चला कि इसमें स्पीलबर्ग शामिल नहीं हैं। ज़ेमेकिस ने "रोमेंसिंग द स्टोन" का निर्देशन किया और यह फ़िल्म बॉक्स ऑफिस पर सफल रही. अब एक ऊंचे दर्जे के निर्देशक के रूप में ज़ेमेकिस ने अपने कॉन्सैप्ट के साथ स्पीलबर्ग से संपर्क किया और यूनिवर्सल पिक्चर्स में परियोजना तैयार की गई।

कार्यकारी सिडनी शीनबर्ग (Sidney Sheinberg) ने पटकथा पर कुछ सुझाव दिए. उन्होंने मार्टी की मां का नाम मेग से बदल कर लॉरेन रखा (उनकी अभिनेत्री पत्नी का नाम लॉरेन गैरी था) और ब्राउन के पालतू जीव के रूप में चिम्पैंजी की जगह कुत्ते को तय किया। शीनबर्ग चाहते थे कि फ़िल्म का नाम बदल कर "स्पेसमेन फ्रॉम प्लूटो" रखा जाए क्योंकि उनका मानना था कि किसी सफल फ़िल्म के नाम में कभी भी “फ़्यूचर” शब्द का इस्तेमाल नहीं किया गया। उन्होंने सुझाया कि मार्टी खुद को “प्लूटो ग्रह का डार्थ वेडर” के रूप में प्रस्तुत करे जिसकी अन्य ग्रह के प्राणियों जैसी वेश-भूषा हो और वह अपने पिता से अपनी मां के बारे में पूछे (वल्केन ग्रह की बजाए) और किसानों की मज़ाकिया वस्तु "स्पेसमेन फ्रॉम प्लूटो" होनी चाहिए न कि "स्पेसजॉम्बीज़ फ्रॉम प्लूटो" . स्पिल्बर्ग ने शीनबर्ग को एक मेमो वापस भेजा जिसमें उन्होंने उन्हें यह समझाया था कि उन्हें लगता है कि उनका दिया हुआ नाम एक मज़ाक है और इसलिए वह इस विचार को छोड़ दें। 

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