Ayant en main son diplôme d'institutrice, Catherine Ballou retourne au ranch de son père dans le Wyoming. Celui-ci est en butte aux vexations d'intérêts puissants qui convoitent sa propriété. Catherine requiert les services d'un tireur célèbre, Kid Shelleen, pour protéger son père contre un tueur engagé par les spéculateurs. Mais Shelleen, qui n'est plus qu'une loque, est impuissant à empêcher le meurtre de Ballou. Catherine réunit alors autour d'elle quelques amis; avec leur aide, elle organise le vol d'un train.