Arizona diakhir tahun 1800, penjahat terkenal Ben Wade (Russell Crowe) dan kelompoknya, terdiri dari pencuri dan pembunuh menghancurkan jalur kereta api diwilayah selatan. Saat Wade tertangkap, veteran Dan Evans (Christian Bale) yang bekerja sebagai petani, menawarkan diri untuk mengantarkan Wade hidup-hidup menuju "3:10 To Yuma", sebuah kereta api yang membawa para penjahat ke pengadilan.

Dalam perjalanannya, Evan dan Wade, dua karakter yang berbeda, mulai saling mengenal satu sama lain. Persiapan Wade selama perjalanan "? bahaya senantiasa hadir "? mengubah misi tersebut, perjalanan yang mustahil bagi takdir keduanya