Durante la Guerra Civil Americana, Jonah Hex sirve como soldado de caballería confederado hasta que su oficial al mando Quentin Turnbull le ordena quemar un hospital. Hex se niega y se ve obligado a matar a su mejor amigo, el hijo de Turnbull, Jeb. Después de la guerra, Turnbull y su ejecutor Burke obligan a Hex a ver cómo se quema su casa con su mujer y su hijo dentro. Turnbull marca la cara de Hex con sus iniciales y lo deja morir. Los nativos americanos reviven a Jonah con poderes místicos, dándole la capacidad de resucitar temporalmente a los muertos. Cuando Turnbull muere aparentemente en el incendio de un hotel, Hex satisface su ansia de venganza como cazarrecompensas y le cose la mitad de la cara para quitarle la marca.

En 1876, Turnbull, tras sobrevivir, secuestra un tren que transporta componentes de una "superarma" experimental, masacrando a guardias y pasajeros. El presidente Grant conjetura que Turnbull está planeando un ataque terrorista para el Centenario de los Estados Unidos el 4 de julio, y ordena al teniente del ejército Grass que contrate a Hex para detener a Turnbull.

Hex pasa una noche con Lilah, una prostituta con segundas intenciones. Los hombres de Grass llegan y revelan que Turnbull sigue vivo. Hex es llevado ante uno de los matones capturados por Turnbull, que muere durante el interrogatorio. Hex resucita brevemente al hombre, que sólo sabe que fue reclutado por el ex coronel confederado Slocum, propietario de un pabellón ilegal de deathmatch en Carolina del Sur.

Con la ayuda del corrupto aristócrata de Washington Adleman Lusk, Turnbull roba los componentes restantes del arma inventada por Eli Whitney.

Cuando Hex se enfrenta a Slocum en Carolina del Sur, éste se niega a hablar, diciéndole sarcásticamente a Hex que le pregunte a Jeb dónde está su padre. Hex vence a los hombres de Slocum y lo lanza al ruedo para que lo maten sus propios combatientes. Prendiendo fuego al pabellón, Hex libera a un perro atormentado por los manipuladores de Slocum, y éste le sigue.

En un cementerio de Gettysburg, Hex desentierra y resucita a Jeb. Se disculpa por haber matado a Jeb, diciéndole que hay que detener a su padre antes de que asesine a más personas. Antes de volver al más allá, Jeb le revela que su padre está en Fort Resurrection.

En el fuerte, Hex se enfrenta a Turnbull y mata a varios de sus hombres, pero Turnbull escapa y Hex es herido de gravedad por Burke. Se derrumba en un campo, y se queda al borde de la muerte durante varios días. Turnbull, anticipando el regreso de Hex, envía a Burke a traerle "algo que le guste a Hex", y Burke secuestra a Lilah. Turnbull prueba la superarma en un pequeño pueblo de Georgia, arrasándolo y matando a cientos de personas. Grant se da cuenta de que las autoridades no tienen ni idea de dónde atacará Turnbull, ni los efectivos militares para vigilar todas las celebraciones del centenario.

Los aliados nativos de Hex lo encuentran y realizan una ceremonia que lo cura. Transmite un mensaje al teniente Grass de que Turnbull planea atacar Washington, D.C., y luego cabalga solo hasta el Puerto de la Independencia para detenerlo. Hex se infiltra en el puerto donde está anclado el buque de guerra acorazado de Turnbull, dominando y matando a Burke, y luego lo resucita sólo para incinerar su cuerpo por completo. Turnbull retiene a Lilah a punta de pistola y obliga a Hex a rendirse. Con Hex y Lilah cautivos en la bodega de su barco, Turnbull se dirige a Washington. Un monitor comandado por el teniente Grass intercepta a Turnbull, pero es rápidamente destruido por la superarma.

Lilah se libera y Hex, que retiene a los guardias mientras corre para detener a Turnbull. Turnbull se impone y ordena que se dispare el arma, pero Hex atasca su alimentador de cinturón, atrapando el cartucho de disparo. Golpea brutalmente a Turnbull y le atrapa el cuello con un engranaje y luego salva a Lilah. Saltan al agua justo cuando el proyectil del gatillo se enciende, matando a Turnbull y a sus hombres. Al día siguiente, el presidente Grant da a Hex una gran recompensa y un indulto completo, y le ofrece un trabajo como sheriff de todo Estados Unidos. Hex lo rechaza, pero asegura al presidente que pueden encontrarlo si lo necesitan; abandona la ciudad con Lilah. La película termina con Hex visitando la tumba de Jeb para disculparse por la muerte de su padre antes de marcharse.