"ים של אש" מביא למסך הגדול את סיפורו האמיתי של פרנק ט. הופקינס (ויגו מורטרסן), מי שהיה ידוע במחצית השנייה של המאה ה-19 כרוכב הסוסים הגדול ביותר במערב, לאחר שירות ממושך ומוצלח בחיל הפרשים האמריקאי. בשנת 1890 מזמין אותו שייך עשיר (עומאר שריף), למירוץ סוסים יוקרתי בשם "ים של אש", הנערך לאורך 3,000 מיילים מיוזעים במדבריות הגדולות של מדינות ערב. הופקינס, נחוש בדעתו להשיב לעצמו את תואר הרוכב המוצלח מהמערב גם לאחר פרישתו מהצבא, נענה להזמנה ומחליט ליטול חלק במירוץ יחד עם סוסו הצמוד, הידאלג'ו. במהלך התחרות מגלה הופקינס שהוא לא רק נאבק להציל את יוקרתו האבודה, אלא גם נמצא במסע הישרדות להצלת חייו שלו (כמו גם את של סוסו האהוב). כאשר הוא מגלה שרבים מהמשתתפים האחרים מנסים להכשיל אותו בדרכו ולמנוע ממנו מלסיים את המירוץ, שכן אינם רוצים לראות את עצמם מפסידים לזר מהמערב במסע הארוך.