El personaje de Lorraine Baines McFly fue interpretada por Lea Thompson. Thompson fue elegida debido a que había protagonizado junto con Stoltz la película The Wild Life. El maquillaje que utiliza durante las primeras escenas del filme, durante 1985, tomó cerca de tres horas y media para hacerla ver como si tuviera 47 años de edad, cuando en ese entonces tenía 23. De manera similar al caso de Glover, a pesar de haber interpretado a la madre de Marty, Thompson nació en el mismo año que Fox pues el actor es mayor que ella, por tan sólo diez días.
