1880년대 애리조나. 가뭄으로 목장을 잃을 위기에 놓인 가난한 목장주 댄 에반스는 두 아들과 함께 악명 높은 무법자 벤 웨이드 일당이 역마차를 털고 마부를 살해하는 장면을 목격한다. 얼마 뒤 마을 술집에 남아 있던 웨이드가 체포되자, 보안관은 부하들의 습격을 피해 그를 이웃 도시로 옮긴 뒤 유마 교도소행 3시 10분 기차에 태우기로 한다. 200달러의 보수가 절실했던 댄은 웨이드의 호송을 자청하지만, 기차를 기다리는 호텔 방에서 웨이드는 거액의 돈을 미끼로 끊임없이 그의 마음을 흔들고, 두목을 구하려는 일당은 점점 숨통을 조여온다.