Un hombre que se hace llamar Ryder y sus cómplices, Bashkin, Emri y el ex operador de trenes Phil Ramos, secuestran el Pelham 123, un tren 6 del metro de la ciudad de Nueva York, en la calle 77. Desacoplando el primer vagón del tren debajo de la calle 51, toman a los pasajeros como rehenes. Walter Garber, empleado de la Metropolitan Transportation Authority y trabajando en el Rail Control Center como despachador de trenes, recibe una llamada de Ryder, quien exige $10 millones en efectivo que deben ser pagados en 60 minutos. Ryder advierte que por cada minuto que pase después del límite, matará a un rehén.

Bashkin mata a un oficial sospechoso de la Policía de Tránsito de la Ciudad de Nueva York, y todos los pasajeros que no están en el primer vagón, excepto el conductor del tren, son liberados. Garber, a regañadientes, negocia con Ryder mientras Ramos y Emri configuran el acceso a Internet en el túnel. En su computadora portátil, Ryder observa cómo el Dow Jones Industrial Average cae casi 1,000 puntos en respuesta al secuestro. El portátil de un rehén también se conecta a Internet, y su cámara web permite al centro de control observar a Ryder y Ramos. El teniente Camonetti de la Unidad de Servicios de Emergencia de la Policía de la Ciudad de Nueva York se hace cargo de las negociaciones, lo que enfurece a Ryder, quien mata al conductor del tren para forzar a Camonetti a traer de vuelta a Garber.

Camonetti descubre que Garber está siendo investigado por supuestamente aceptar un soborno de $35,000 por un contrato de nuevos vagones de metro japoneses. Ryder también descubre las acusaciones en línea y obliga a Garber a confesar, amenazando con matar a un pasajero. Para salvar al rehén, Garber afirma que le ofrecieron el soborno mientras decidía entre dos compañías, usando el dinero para pagar la universidad de su hijo, e insiste en que habría tomado la misma decisión de todos modos. El alcalde accede al rescate de Ryder, ordenando a la policía entregarlo. En el camino, el coche de la policía choca y no entrega el dinero a tiempo. Garber intenta engañar a Ryder diciéndole que el rescate ha llegado, sin saber que ha estado monitoreando los eventos en su laptop. Ryder amenaza con ejecutar a la madre de un niño, pero otro rehén, un exsoldado, se sacrifica y es asesinado. Un breve tiroteo estalla después de que un francotirador de la Unidad de Servicios de Emergencia es mordido por una rata y dispara su arma, matando a Ramos.

Basándose en pistas de las conversaciones de Garber, la policía descubre que Ryder es Dennis Ford, un gerente de una firma de capital privado que fue condenado a prisión por fraude en inversiones. Ford había aceptado un acuerdo de culpabilidad para cumplir tres años, pero recibió diez años en su lugar. Uno de los asistentes del alcalde menciona la drástica caída en los principales índices bursátiles, y el alcalde deduce que Ryder está tratando de manipular el mercado a través de opciones put. Ryder exige que Garber entregue el dinero del rescate personalmente para evitar contacto con la policía. Garber es llevado en helicóptero a la terminal, donde le dan una pistola para protegerse. Ryder lleva a Garber a bordo y le ordena operar el tren a través del túnel debajo de la calle 33, donde Garber y los secuestradores salen, programando el tren para seguir sin ellos. Garber logra separarse en un cruce ferroviario y luego sigue a Ryder hasta la Vía 61 debajo del hotel Waldorf Astoria. Ryder se separa de Bashkin y Emri, quienes son abatidos después de ser rodeados por la policía y provocar el uso de la fuerza letal en un aparente suicidio por parte de la policía. El tren se detiene bruscamente y de manera segura justo antes de Coney Island (West 8th Street-New York Aquarium), y la policía descubre que Ryder ya no está a bordo.

Ryder toma un taxi, con Garber siguiéndolo a pie, y descubre que su plan ha acumulado $307 millones. Garber roba un coche y persigue a Ryder. Tras una breve persecución, llegan a la pasarela peatonal del Puente de Manhattan, donde Garber alcanza a Ryder y lo apunta con una pistola. Ryder le da un ultimátum de 10 segundos para apretar el gatillo, y en los últimos segundos, saca su propia pistola y obliga a Garber a dispararle. Diciéndole a Garber con su último aliento, "Eres mi maldito héroe", Ryder colapsa y muere (mientras Garber observa solemnemente y Camonetti observa con aprobación desde un helicóptero).

El alcalde agradece a Garber y le asegura que la ciudad lo respaldará respecto a su confesión de soborno. La película concluye con Garber regresando a casa con las compras que había prometido recoger para su esposa.