Arizona i Amerika, slutten av 1800-tallet... Den beryktede Ben Wade (Russel Crowe) og hans nådeløse bande av tyver og mordere har lenge herjet de sydlige togruter inntil Wade en dag blir overmannet og tatt til fange av borgerkrig-veteraner under en et raid langs skinnene. Dan Evans (Christian Bale), en mann som lenge har kjempet for sin eksistens på en nedslitt ranch påtar seg frivillig jobben å frakte fangen. Oppdraget er å transportere Wade, og plassere ham på "3:10 til Yuma". Et tog som skal ta den lovløse via retten, til et forhåpentlig opphold bak lås og slå. Det blir en reise for to menn fra forskjellige verdener, som skal lære hverandre å kjenne, til og med respektere hverandre. Oppdragets karakter forverres underveis, bak hver sving skjules store farer, og "3:10 til Yuma" blir snart en voldelig og umulig reise mot endestasjonen. Hvor to menns skjebner hviler, med mørke skygger over perrongen.