弟ジェシーと共に西部を荒し回っていたフランク・ジェームズ（ヘンリー・フォンダ）は、弟と別れてから正道に戻り、変名で一介の農夫として働いていた。ある日彼は、弟がかつての仲間ボブ・フォード（ジョン・キャラダイン）とその弟に殺されたことを聞き、更に彼らが絞首刑を免れて保釈されたと知って、固く復讐を誓った。彼は仲良しのクレム（ジャッキー・クーパー）と鉄道駅を襲い資金を獲得しようとしたが、クレムが誤って人を殺し、不当な裁きを受けようとしたので、彼を伴って逃走した。デンヴァで、彼は新聞記者の娘エリアナ（ジーン・ティアニー）から、世間は彼がすでに死亡していると信じていることを聞き、公然とフォードを探すことになった。やがて彼は目指す仇の兄弟に巡り合い、烈しい撃ち合いで弟を殺すことができたが、当のボブは取逃した。デンヴァに戻ると、彼の召使の黒人ピンキーが駅の殺人犯人として絞首刑に処せられようとしていた。フランクは自分の素性を明かして黒人の無罪を証明、自首して出たが、この時ボブと再会、めでたく本懐とげて、心安らかに縛についた。