Ben Wade (Russell Crowe) é um fora-da-lei, um bandido temido por todos, que é capturado na sequência de um assalto a um banco. Dan Evans (Christian Bale), um veterano da Guerra Civil que luta por manter o seu rancho e ganhar o respeito do filho adolescente, propõe-se como voluntário para escoltar Ben até ao comboio das 3h10, o comboio que o levará ao julgamento. Mesmo muito distintos, os dois homens ganham o respeito um do outro. Mas os homens de Ben farão tudo para o resgatar e o bandido também não perderá a oportunidade de fugir. A missão de Dan é por isso cada vez mais violenta e infernal e a viagem até Yuma parece cada vez mais longa