Um 1900 machen die Banditen Butch Cassidy und Sundance Kid mit dreisten Eisenbahnüberfällen von sich reden. Ihr kühnster Plan besteht darin, den Union Pacific Express mit ihrer Bande gleich zwei Mal auszurauben. Beim ersten Mal geht alles gut, beim zweiten Mal werden sie jedoch von Gesetzeshütern überrascht. Von nun an sind Butch und Sundance auf der Flucht und versuchen mit allen erdenklichen Tricks, ihre Spuren zu verwischen. Doch man bleibt ihnen auf den Fersen. Als letzter Ausweg springen die beiden vor den Augen ihrer Verfolger von einer Klippe in einen reißenden Fluss. Die Zeitungen melden den Tod der Gejagten. Doch die zwei Banditen sind quicklebendig und beschließen, zusammen mit Sundances Freundin Etta nach Bolivien auszuwandern. Auch dort fallen sie in alte Gewohnheiten zurück und rauben zahlreiche Banken aus, um vom ergaunerten Geld ein Luxusleben zu führen. Zwischenzeitliche Ausflüge in ehrbare Jobs sind zum Scheitern verurteilt. Butch und Sundance werden schließlich aufgrund ihrer regen Tätigkeit identifiziert und in einem packenden Showdown von der bolivianischen Armee gestellt. Bemerkenswert an diesem Western ist der damals völlig genre-untypische humoristische Charakter, der das harmonische Zusammenspiel der Hauptdarsteller Newman und Redford unterstützt und die Protagonisten trotz ihrer Verbrechen zu Sympathieträgern macht. Butch Cassidy und Sundance Kid erscheinen als Outlaws im Geiste der Gegenkultur der 60er Jahre - fröhliche Anarchisten und Verächter des bürgerlichen Lebens.