１９世紀後半から２０世紀初頭にかけて、アメリカ西部を荒らし回った強盗団「壁の穴ギャング」のリーダー、ブッチ・キャシディ、その右腕のサンダンス・キッドに銀行も鉄道会社も手を焼いていた。度重なる被害に怒り心頭となったユニオン・パシフィック鉄道社長ハリマンは、彼らを逮捕もしくは射殺するために特別な追跡隊を結成。名ハンターのルフォースを長とする追跡部隊は列車強盗の最中に出現、
手下達を倒し、ブッチとサンダンスの２人をしつこく追いかける。逃げても逃げても追ってくるルフォースに恐怖を覚える2人。そして、ついに崖っぷちに追い込まれた彼らは、断崖から川に飛び込み、ようやく難を逃れる。だが、ルフォースの追跡は終わらないと見た２人は、サンダンスの恋人エッタを連れ、ニューヨークから南米ボリビア行きの船に乗る。
ボリビアでも相変わらず銀行強盗に精を出すブッチ達だったが、ある日ホテルでルフォースらしき人物を見かけてまたもパニックに陥り、ついに足を洗って堅気になる決心をする。その後、鉱山経営者ギャリスの用心棒として雇われたブッチとサンダンスだったが…。