Nordamerica, 1866. Alla fine della Guerra Civile l’ex Confederato Cullen Bohannon parte per l’Ovest in cerca di lavoro e si unisce alla carovana di Hell on Wheels, cittadina itinerante al seguito del cantiere ferroviario portato avanti dalla compagnia transcontinentale Union Pacific. Le motivazioni di Cullen vanno pero’ oltre alla semplice ricerca di un impiego: l’uomo e’ infatti sulle tracce degli assassini della moglie, brutalmente uccisa dai nordisti. Nel frattempo il magnate Thomas Durant, dopo aver corrotto il congresso per costruire la ferrovia, fa i suoi affari in uno dei vagoni della Locomotiva. Qui apprende la notizia che il suo topografo, Robert Bell è stato ucciso dai Cheyenne.

Cullen Bohannon rischia l’impiccagione per le azioni criminose passate. Riesce a fuggire dalla prigionia dello Svedese e propone a Durant di assumerlo come capo squadra in virtù delle sue grandi capacità di leader. L’istrionico personaggio accetta, nonostante l’evaso appartenga ai sudisti. Intanto Lily, rimasta vedova di Bell, vaga in preda alla disperazione cercando di sfuggire agli indiani.

Cullen cede parte dei suoi uomini allo Svedese e una volta in Nebraska si imbatte in Joseph Luna Nera insieme a Lily, gravemente ferita. Consapevole del pericolo in agguato per Joseph, si assume la responsabilità di scortare la donna fino in città. Giunti a Hell on Wheels i due si separano. Intanto il reverendo Cole celebra un funerale per le vittime di un massacro indiano.

Cullen cerca l’ultimo dei nordisti che ha ucciso la moglie, ma gli sfugge. Nel frattempo Lily si incontra Durant: il magnate la conduce nella sua carrozza e le fa prestare le prime cure mediche, poi la invita a cena.

Mentre Durant fronteggia il rischio dello svelamento di certe discutibili manovre finanziarie, la crescente tensione con i pellerossa porta a una sfida diretta fra il treno e un guerriero a cavallo.

Elam rischia l'impiccagione e Cullen è costretto a decidere se è possibile salvarlo. Durant si reca a Chicago per arginare il disastro finanziario.

La tribù dei Cheyenne fa deragliare un treno causando la morte e il ferimento di diverse persone. Durant organizza una spedizione guidata dal tenente Griggs a cui partecipano Cullen, Joseph ed Elam. L’obiettivo è trovare Pawnee Killer, fratello di Joseph, ritenuto responsabile del deragliamento. Ma la situazione precipita.

Bohannon, Elam e un gruppo di soldati uccidono gli indiani colpevoli di aver tentato di distruggere un treno. Joseph, nel combattimento, è costretto ad ammazzare suo fratello. Intanto i lavori della linea ferroviaria possono proseguire. Lo Svedese continua a taglieggiare la gente ed è sempre più odiato da tutti. Sembra prendere di mira anche Cullen. Duran gli consiglia di fuggire: è per proteggerlo o per allontanarlo da Lily?

In questo finale della prima stagione: Durant e Lily uniscono le forze contro i finanziatori del cantiere. Cullen arriva al punto cruciale della sua personale missione di vendetta.