Ben Thompson (Guy Prescott) vient de passer six années en prison à cause du shérif Fletcher (Lane Chandler) et de son adjoint Clay Hardin (Sterling Hayden). Accompagné de quatre complices, il revient en ville se venger de ces deux hommes. Fletcher est traîtreusement tué à bout portant au moyen d’un fusil à canon scié (le shotgun du titre) qui le coupe presque en deux. Hardin, qui a réussi à échapper au piège qui lui était tendu, fait à son tour serment de venger Fletcher. Malgré les réticences de sa fiancée qui lui dit qu’elle le quittera s’il s’exécute, il part néanmoins à la poursuite des meurtriers. En route il tombe sur Bentley (Robert J. Wilke), un des membres de la bande de Thompson, attaché à des pieux par les Apaches (sur les ordres de Ben, qui traite avec eux en leur vendant des Winchesters de contrebande, et qui n’a pas supporté que Ben décide de quitter le gang). A ses côtés, ligotée elle aussi à un arbre pour être le témoin de la lente agonie de son "partenaire", une saloon gal, Abbey (Yvonne De Carlo). Hardin les délivre tous les deux mais se voit vite contraint d’abattre le bandit qui avait tenté de lui subtiliser son arme et de fuir. Le couple de fortune poursuit sa route ; bientôt, ils font une nouvelle rencontre, celle de Reb Carlton (Zachary Scott), un chasseur de primes également sur les traces de Thompson. Hardin connait bien Reb qu’il a côtoyé dans sa jeunesse avant de passer du bon côté de la loi. Malgré sa méfiance, il accepte que Reb se joigne à eux et le trio ainsi formé continue la traque des outlaws désormais réfugiés chez les Indiens...