Butch Cassidy et son ami de longue date Sundance Kid dirigent une bande de malfrats qui vivent des pillages de trains et des hold-up de banques. Les deux chefs mettent au point un plan méthodique qui va leur permettre de dévaliser deux fois le même train. Mais depuis longtemps les autorités sont sur leur piste et leurs exploits criminels vont donc en être un peu perturbés...