Quando o presidente Ulysses S. Grant fica sabendo que o diabólico inventor Arliss Loveless planeja assassiná-lo e conquistar os Estados Unidos com suas máquinas modernas, ele encarrega James West, o herói da Guerra Civil americana, e o militar Artemus Gordon de capturá-lo. A personalidade dos dois nem sempre combina, mas a dupla consegue trabalhar junto. Com a ajuda de uma mulher misteriosa, West e Gordon chegam a Loveless.
