Le criminel Ben Wade est capturé dans une petite ville. Cela n’empêche pas son gang de sévir, mais on persuade Dan Evans, un éleveur, de convoyer en secret le dangereux hors-la-loi (et désormais prisonnier), par le train de Yuma pour une prime et l'estime de son fils. Très vite se met en place une guerre des nerfs alors que les deux attendent le train dans un hôtel.
Le publiciste Roger Tornhill se retrouve par erreur dans la peau d'un espion. Pris entre une mystérieuse organisation qui cherche à le supprimer et la police qui le poursuit, Tornhill est dans une situation bien inconfortable. Il fuit à travers les Etats-Unis et part à la recherche d'une vérité qui se révèlera très surprenante...