William Katt, Tom Berenger, Jeff Corey, John Schuck, Michael C. Gwynne, Peter Weller, Brian Dennehy, Chris Lloyd, Jill Eikenberry, Arthur Hill, Joel Fluellen, Regina Baff, Peter Brocco, Vincent Schiavelli, Hugh Gillin, Sherril-Lynn Katzman, Jack Riley, Charles Knapp, Paul Michael Plunkett, Jane Austen, John Megna, Frank Doubleday, John Mark Robinson, Shay Duffn, Noble Willingham, Elya Baskin, Carole-Anne Williams, Paul Price, Joe Pascal, Patrick Stewart, Kent Hays, Reg Parton, Jane M. Beauchamp, Bob Behanna, Raleigh Gardenshite
Robert Leroy Parker, dit Butch Cassidy, condamné pour le vol d’un cheval, mais soupçonné de quelques hold-ups, est libéré sur parole à la condition de ne plus commettre aucun méfait dans l’état du Wyoming. Dans un saloon, il rencontre Harry Longabaugh, jeune gangster qui échappe de justesse au piège qui lui avait été tendu. Pour le retrouver, Butch se mêle à ses poursuivants. Quand ceux-ci abandonnent la chasse, Butch propose à Harry de s’associer avec lui. Harry refuse. Butch part alors rejoindre ses anciens complices. Bientôt la bande est cernée par le shérif Bledsoe et ses hommes, et tous sont arrêtés. Tous, sauf Butch, en prison à l’époque où le ranch a été attaqué par ses complices. Ceux-ci croient que Butch les a dénoncés et un colosse du nom de O.C. Hanks jure de se venger. Butch retrouve bientôt Harry. Ensemble, ils dévalisent le saloon-casino dans lequel Harry avait bien failli se faire prendre. Ils multiplient les méfaits, et Butch donne bientôt à Harry le surnom de Sundance Kid. Mais O.C. Hanks s’évade, et attaque les deux hommes, blessant le Kid. Butch ramène son ami chez lui, et le soigne avec l’aide de sa jeune femme, Mary. Ses deux enfants ne savent pas que leur père est en fait le fameux Butch Cassidy, maintenant transformé en garçon boucher. Mais O.C. Hanks réapparaît. Le Kid le provoque et le tue. Butch et Sundance repartent alors. Pour payer le meilleur avocat du pays à Mike Cassidy dont Butch, par admiration, a pris le nom, ils attaquent une banque. Mike Cassidy est acquitté. Le shérif Bledsoe lui remet un message pour Butch : celui-ci doit cesser ses méfaits, sinon le pacte conclu avec les autorités n’aura plus aucune valeur. Pendant ce temps, Butch et Sundance attaquent le train de la monnaie.