Marty nació el 12 de junio de 1968 en Hill Valley, California. Es el hermano menor de los tres hijos de George y Lorraine McFly. Tiene un hermano llamado Dave, una hermana llamada Linda y su novia Jennifer Parker. Su mejor amigo es el científico Emmett Brown, a quien llama "Doc". En la primera película de la trilogía, hay una ligera impresión de que Marty está un tanto avergonzado de su familia y no pasa mucho tiempo en casa, prefiriendo pasar más momentos con Doc o Jennifer. En los primeros borradores Marty era un falsificador de videos.
Marty es un despreocupado adolescente, no es precisamente el mejor estudiante pero sus calificaciones son aceptables, aunque tiene la tendencia de llegar tarde a la escuela. Toca la guitarra en The Pinheads y escucha Huey Lewis and the News, ZZ Top, Chuck Berry y Van Halen. Además es un habilidoso skater.
Cuando se encuentra en peligro, Marty muestra valentía y puede ser muy ingenioso, astuto e inteligente. Su mayor defecto es su carácter, fundamentalmente cuando se obstina en demostrar valentía. Por eso, Marty no puede aguantar que le llamen "gallina", un rasgo que comparte con el personaje de James Dean en "Rebelde sin causa" -película filmada en 1955, año al que viaja Marty-. Sin embargo, cerca del final de Volver al Futuro III, Marty se da cuenta de que no necesita demostrar constantemente su valor, y evita lo que hubiese sido una gran tragedia en su vida: un choque con un Rolls-Royce Silver Cloud, al ser retado a una carrera.
La razón por la que Marty siente vergüenza de su familia es porque su padre George es un fracasado, un hombre bastante temeroso y servicial a su jefe Biff, el cual siempre lo utiliza para hacer su trabajo. En la primera película ayuda a su padre a mejorar su vida sin saber que lograría que su familia fuera rica. Marty parece ser el único McFly que posee sentido común y astucia para enfrentarse a los bravucones.