En una América del siglo XIX llena de avances tecnológicos y un toque de locura, dos agentes del gobierno se unen para desmantelar un complot que amenaza la seguridad de la nación. James West, un astuto y encantador exsoldado, y el ingenioso pero excéntrico Artemus Gordon, un maestro del disfraz y la tecnología, son reclutados por el presidente para detener al malévolo Dr. Arliss Loveless. Este villano con grandes ambiciones tiene un plan que incluye un gigantesco tren blindado capaz de destruir cualquier cosa a su paso, y no se detendrá ante nada para llevar a cabo su oscura agenda.