David Raskin, remaja jenius yang lolos ke MIT, menemukan video lama peninggalan ayahnya. Saat menontonnya, ia melihat dirinya sendiri muncul di masa lalu. Terdorong rasa penasaran, David dan teman-temannya—Quinn, Adam, Christina, dan Jessie—menemukan cetak biru mesin waktu tersembunyi di ruang bawah tanah. Mereka mulai merakit alat itu dan berhasil melakukan perjalanan ke masa lalu dalam skala kecil.
Awalnya, mereka menggunakan mesin itu untuk hal menyenangkan: memperbaiki nilai ujian, membalas dendam kecil, dan menghadiri konser impian. Namun, saat David melanggar aturan tim dengan melakukan perjalanan sendiri demi memperbaiki hubungannya dengan Jessie, ia menciptakan efek kupu-kupu yang menyebabkan bencana di masa depan, termasuk kecelakaan pesawat dan kerusuhan.