Etats-Unis, 19ème siècle. Virgil Cole est désigné comme le nouveau marshall d'une ville dirigée par Randall Bragg, propriétaire de ranch, qui sème la terreur. Ce dernier vient de tuer l'ancien marshall et l'ajoint du shérif de la ville...
Un dangereux criminel est capturé dans une petite ville. On persuade un éleveur de convoyer en secret le hors-la-loi par le train de Yuma en échange d'une forte prime et de l'estime de son fils. Très vite se met en place une guerre des nerfs...