O xerife Calder (Marlon Brando) tem problemas a resolver numa cidadezinha quando Bubber (Robert Redford) foge da prisão e é acusado de assassinato. O problema é que o filho do magnata de petróleo Val Rogers (E.G. Marshall) está tendo um caso com a esposa de Bubber, que acabou de escapar da prisão, e Rogers quer Bubber fora do caminho para poder encobrir o caso do filho. Só que Calder quer achar o prisioneiro vivo e não quer ceder ao magnata do petróleo.

Quando o detetive Robert Caufield vai até uma casa num local remoto do Canadá para resgatar Carol Hunnicut, uma testemunha relutante da morte de um gângster, ele acidentalmente a expõe aos assassinos enviados para matá-la. Caufield e Hunnicut começam a fuga frenética dentro de um trem para Vancouver. Mas logo eles descobrem que a fuga perfeita se tornou a armadilha perfeita: os assassinos os seguem dentro do trem. Nas 20 Horas seguintes, enquanto o trem percorre as montanhas canadenses, um jogo de gato e rato mortal os coloca de frente para o perigo.

A man has been found dead after having been hurled from a train. As security agents, police and a medical examiner piece together his identity, three accounts emerge: one set during World War II, one in the immediate aftermath of the war, and one in contemporary Poland.

Attorney Walter Colby has ties to the mob, but he begins to regret his criminal affiliations. When his girlfriend, showgirl Flaxy Martin, who also has shady connections, becomes a suspect in a murder, Walter takes the fall. However, on his way to prison, he escapes, determined to bring the real killer to justice.