Арти тогда еще не знал, что поиски идеального Марти МакФлая превратились в тяжелое испытание. Когда в «Юниверсал Пикчерс» фильму дали зеленый свет, оба Боба немедленно принялись искать исполнителя главной роли. Они не думали об этом, когда писали сценарий, но, закончив работу, почувствовали, что Майкл Дж. Фокс был бы прекрасной кандидатурой на главную роль. Сегодня кажется, что Фокс был рожден, чтобы сыграть Марти, но в середине 1984 года, когда проводился кастинг, это еще не было так ясно. Этот канадский актер был душой популярного телевизионного ситкома «Семейные узы», но к тому моменту он успел сняться только в двух больших картинах: в 1980 году в провальном диснеевском фильме «Полуночное безумие» и в прошедшем со средним успехом в 1982 году фильме «Класс 1984» с подзаголовком, предсказывавшем появление той роли, которая определит карьеру актера: «Мы — будущее… и ничто нас не остановит!»
В конце лета 1984 года, еще до того, как Артур Шмидт был нанят, Стивен Спилберг позвонил своему другу, продюсеру сериала «Семейные узы» Гэри Дэвиду Голдбергу, и попросил, чтобы Фокс прочел сценарий и подумал, не хочет ли он попробоваться на эту роль. Спилберга и Голдберга познакомила в 1979 году Кэтлин Кеннеди, помощница Спилберга и приятельница Голдберга по колледжу. Спилберг снимал в Лондоне «В поисках утраченного ковчега», а Голдберг прилетел к нему, так как они вместе работали над сценарием так и не снятого потом полуавтобиографического мюзикла «С рулона на рулон» о начинающем режиссере, работающем над научно-фантастическим фильмом. К тому моменту, когда началась подготовка к съемкам «Назад в будущее», они были не только друзьями, но и соседями в Малибу, где у них были пляжные дома, и кроме того, единомышленниками в профессиональной сфере. Спилберг был одним из первых людей, увидевших в 1982 году начерно смонтированный пилотный выпуск «Семейных уз», и он без всяких славословий сразу сказал другу, что этот сериал наверняка станет хитом, а не по летам одаренный молодой актер, игравший подростка Алекса, будет его главной звездой. Когда оказалось, что Фокс находится на первом месте в составленном Земекисом списке актеров, которые могли бы сыграть роль Марти, Спилберг вызвался прямо позвонить Голдбергу, обойдя обычный механизм звонка агенту для заключения договора.
Телевизионный гигант пролистал сценарий и решил, что Фоксу он его передавать не будет. Голдбергу понравилось то, что он прочел, и он понял, что фильм может быть успешным, но этот проект ставил под угрозу все, что он делал в своем ситкоме. Сериал с невероятной скоростью поднялся в рейтинге Нильсена с сорок девятого места в первом сезоне до первой пятерки в течение трех следующих лет (во многом благодаря тому, что перед ним показывали всеми любимое «Шоу Косби»). Когда Мередит Бакстер, игравшая мать семейства Элизу Китон, была беременна близнецами, то сценарий изменили, чтобы больше внимания уделять герою Фокса. Двадцатитрехлетний актер со все еще мальчишеским лицом и подростковыми манерами, как и предсказывал Спилберг, стал звездой, что вызывало повышенный интерес к сериалу и повысило тиражи подростковых журналов вроде того, который показывал Земекис в своем офисе. Голдберг был уверен, что Фокс захочет сняться в фильме, и это отвлечет его от сериала и поставит под угрозу популярность «Семейных уз». Он был бы рад помочь своему другу, но сказал, что Майкл Дж. Фокс недоступен. Надо было искать Марти МакФлая где-то еще.
