Mary e Tom sono fratelli irlandesi orfani che arrivano a New York City via transatlantico nel 1886 per raggiungere lo zio e si ritrovano a improvvisare un viaggio sulla ferrovia transcontinentale attraverso il selvaggio west. Nascosti a bordo di un treno chiamato “Orphan Train”, fanno conoscenza con un nuovo straordinario amico che cambia per sempre le loro vite. Guidati dalla curiosità, dall'amicizia e dall’aiuto reciproco, i ragazzi intraprendono un pericoloso viaggio pieno di scoperte che li porterà a incontrare subdoli banditi, alleati sorprendenti ed eroi inaspettati, nella ricerca esilarante e commovente di una famiglia.