Dan Evans (Christian Bale) es un veterano del ejercito de la Union que esta a punto de perder su rancho a causa de las malas cosechas. La fortuna ofrece una oportunidad a Dan cuando es capturado el celebre forajido Ben Wade (Russell Crowe), violento y despiadado atracador cuya banda lleva años asolando la via ferrea de la Southern Pacific, asesinado a quien encuentra a su paso. Pero el arresto de Wade no es sino el primer paso, ya que tendra que ser escoltado por un grupo de hombres muy bien pagados, entre los que se encuentra Dan, hasta la ciudad de Contention. Desde alli, sale un tren con un vagon-celda que le llevara a Yuma para ser juzgado por un tribunal federal. Este viaje de tres dias se convertira en una pesadilla porque detras del aspecto atractivo y encantador de Wade, se esconde un manipulador capaz de sacar partido del menor asomo de debilidad.