The Underground Railroad narra a tentativa desesperada de Cora Randall (Thuso Mbedu) pela liberdade no sul dos Estados Unidos, antes da guerra civil americana. Depois de escapar de uma plantação na Geórgia por uma suposta estrada de ferro subterrânea, Cora descobre que não se tratava de uma mera metáfora, mas de uma ferrovia real, cheia de engenheiros, condutores e uma rede secreta de trilhos e túneis Ao longo de sua jornada, Cora é perseguida por Ridgeway (Joel Edgerton), um caçador de recompensas obcecado em levá-la de volta à plantação da qual escapou; especialmente porque a mãe dela, Mabel, é a única que ele nunca conseguiu capturar. Enquanto viaja de um estado para outro, Cora enfrenta o legado de sua mãe, que a abandonou, e sua própria luta para alcançar a vida que nunca pensou que seria possível.