En 1934, tras dos años de huida, los criminales Bonnie Parker y Clyde Barrow escapan con varios socios de la granja-prisión de Eastham, en Texas. El jefe del Departamento Correccional de Texas, Lee Simmons, convence al gobernador "Ma" Ferguson para que contrate al antiguo Ranger de Texas, Frank Hamer, para que localice a los criminales. Reacio a dejar su jubilación y a su esposa Gladys, Hamer se une a la caza del hombre después de que la banda de fugitivos se vea involucrada en un devastador tiroteo en Missouri, y recluta a su antiguo compañero, Benjamin Maney Gault.

La información obtenida de las escuchas del FBI a las familias de los fugitivos lleva a Hamer y a Gault a concluir que Bonnie y Clyde regresan a "casa", a Dallas. Al vigilar la casa de la madre de Bonnie, ven que un hombre lanza una botella al patio de la casa, que pronto es devuelta, pero un niño escapa con ella. Descartando la teoría de los Rangers, el FBI cree que los fugitivos están en Brownsville. Hamer y Gault se reúnen con el sheriff de Dallas "Smoot" Schmid, quien les presenta al ayudante del sheriff Ted Hinton, un amigo de la infancia de Bonnie y Clyde que puede identificarlos al verlos. La banda mata a dos policías en la cercana Grapevine; Hamer y Gault investigan la escena y determinan que Bonnie tiene un conejo, que Hinton sugiere que es un regalo para un familiar.

Los Rangers se dirigen a Oklahoma e interrogan al empleado de una gasolinera, que declara su apoyo a los criminales. Hamer asalta al hombre para que admita que la banda pasó por allí de camino a un campamento de inmigrantes, donde una chica local confirma que la banda se quedó. Un boletín de radio alerta a los Rangers de la existencia de otros dos agentes asesinados pero, al estar fuera de su jurisdicción, se les prohíbe pasar el control policial, que un frustrado Hamer conduce para evitarlo. Continúan hacia Coffeyville, Kansas, adivinando correctamente que Bonnie y Clyde se detendrán allí para abastecerse. Cuando los Rangers se acercan a los fugitivos, una multitud que los adora rodea el coche de los criminales. Hamer y Gault los persiguen, pero Bonnie y Clyde escapan por un campo de tierra.

Al enterarse de que Clyde ha desayunado en Amarillo, los Rangers regresan a Dallas y descubren que el conejo ha sido entregado a la familia de Bonnie. Hamer se reúne con Henry Barrow, el padre de Clyde, que afirma que hay que detener a su hijo. Los Rangers encargan a Simmons que deje en libertad a Wade McNabb, un socio de la banda encarcelado, con la esperanza de sacarlos de allí. Mientras Hamer interroga a McNabb en un bar, Gault es amenazado en el baño por unos matones que simpatizan con la banda, pero los somete. Al enterarse de que Bonnie planea reunirse con un peluquero al día siguiente, los Rangers vuelven a vigilar la casa de su madre. Un hombre lanza otra botella al patio, que es recuperada por el mismo chico pero interceptada por los Rangers; contiene un mensaje de que la banda se dirige a otro lugar. Al darse cuenta de que McNabb avisó a la banda, los Rangers visitan su casa y lo descubren muerto a golpes.

Simmons recuerda a Hamer y Gault a Austin, pero éstos vuelven a su teoría de que "los forajidos siempre vuelven a casa", prediciendo que los fugitivos se dirigen a Bienville Parish, Luisiana, hogar del padre del miembro de la banda Henry Methvin, Ivy. Registrando la casa de Ivy, los Rangers encuentran pruebas de la reciente estancia de los forajidos. Unen fuerzas con el sheriff local Henderson Jordan y el ayudante del sheriff Prentiss Oakley para enfrentarse a Ivy; a cambio de la seguridad de su hijo, éste revela que la banda volverá pronto. A los hombres de la ley se les unen Hinton y el ayudante del sheriff de Dallas, Bob Alcorn, y Gault les cuenta su primer despliegue con Hamer: mataron a una banda de bandidos, incluido un niño de 13 años que huía. Ivy les informa de que la banda va a llegar al día siguiente, y el pelotón prepara una emboscada en el camino hacia su casa, poniendo su camión como si se hubiera averiado.

Bonnie y Clyde llegan, deteniéndose para ayudar a Ivy, y Hamer les ordena que levanten las manos. En su lugar, los criminales se preparan para sacar sus propias armas, pero son abatidos. El coche acribillado a balazos con los cuerpos de Bonnie y Clyde es remolcado a Arcadia, Luisiana, y asediado por los curiosos. Al rechazar 1.000 dólares por una entrevista con Associated Press, Hamer y Gault regresan a casa.