W 1984 roku Zemeckis wyreżyserował Miłość, szmaragd i krokodyl, który okazał kasowym hitem, a jego wyniósł do reżysera wyższej rangi. Ten sukces ułatwił mu podjęcie współpracy ze Spielbergiem, a projekt trafił do wytwórni Universal Pictures.
Kierownik wykonawczy studia Sidney Sheinberg zaproponował, by zmienić imię matki Marty’ego z Meg na Lorraine (było to imię jego żony Lorraine Gary) i zastąpić ulubionego szympansa doktora Browna psem. Chciał również, żeby tytuł zmieniono na Kosmonautę z Plutona, gdyż był przekonany, że żaden film ze słowem „przyszłość” w tytule nie odniesie sukcesu. Jednak Spielberg wysłał do niego notę, w której napisał, że uznaje to za żart, czym zawstydził Sheinberga i jego niedorzeczny pomysł.
Casting Na odtwórcę Marty’ego McFlya od początku typowany był Michael J. Fox, jednak w tym czasie był on zajęty inną produkcją. Premierę Powrotu do przyszłości pierwotnie zaplanowano na maj 1985 roku a ponieważ zbliżał się koniec 1984 roku i było już wiadomo, że Fox nie będzie w stanie zagrać w filmie zaczęto szukać innego odtwórcy. Zemeckis zastanawiał się nad C. Thomasem Howellem i Erickiem Stoltzem, jednak lepsze wrażenie wywarł na nim ten drugi.