With Thomas "Doc" Durant back in control of the Union Pacific Railroad, civilization makes its way west to Cheyenne, Wyoming - the "Magic City of the Plains." Conflict between the government, ranchers, homesteaders, and the railroad arises as they compete for control of this newborn city that quickly became the most important railroad hub in the United States.

Vuoden 1868 julman talven jälkeen… Rautatien rakennusurakka on pysähdyksissä. Thomas Durant on varaton. Elam Fergusonin oletetaan kuolleen. Cullen Bohannon on vankina mormonilinnakkeessa raskaana olevan vaimon ja Sweden kanssa. Amerikan yhdistäminen kiskoilla ei edisty. Sivistys valtaa länttä ja hallitus ja liikemiehet taistelevat ”Tasankojen ihmekaupungista”, eli ratkaisevan tärkeästä rataosuudesta Wyomingin Cheyennessä. Neljäs tuotantokausi seuraa Union Pacific -rautatien leviämistä länteen. Kitka valtion, yritysten, karjatilallisten, paikallisväestön ja rautatien välillä kiihtyy kun kaikki taistelevat omista eduistaan ja Cheyenne, Wyomingin herruudesta.

Cullen Bohannon et Elam Ferguson sont considérés comme étant morts depuis des mois. Le chantier avance toujours vers la côte Ouest malgré les difficultés topographiques et l’arrivée de nouveaux ennemis pour Thomas Durant. Bohannon est en réalité toujours retenu captif à Fort Smith avec sa nouvelle épouse, Naomi. La communauté est sous la coupe de Thor Gundersen, « le Suédois », qui usurpe l'identité d'un père mormon...

Der Schwede (Christopher Heyerdahl), der sich als Bischof von Fort Smith ausgibt, hat Cullen (Anson Mount) zwar das Leben gelassen. Trotzdem kann dieser nicht fliehen, da er sich fortan um Naomi (MacKenzie Porter) sowie ihr Baby kümmern muss. Nicht zuletzt ist Cullen dafür verantwortlich, dass Naomi schwanger ist. Während sich Cullen mit der Zeit den Respekt von einigen Mormonen verdient, verachten ihn viele immer noch aufgrund seiner Verbindung zum Eisenbahnbau. Dieser ist mittlerweile wieder ins Stocken geraten. Durant (Colm Meaney), der das Kommando hat, sieht sich mit einem eisigen Winter konfrontiert, der die Arbeiten unmöglich hat. Naomi bringt schließlich ihr Kind zur Welt; es ist ein Junge, der den Namen William erhält. Cullen entwickelt echte Gefühle für seine Familie.

La cuarta temporada de Hell on Wheels comenzó el 2 de Agosto de 2014 y finalizó el 22 de Noviembre de 2014 con un total de 13 episodios.