Film Brokeback Mountain berlatar Wyoming pada 1963. Dua koboi muda, Ennis Del Mar dan Jack Twist, dipekerjakan peternak Joe Aguirre untuk menggembalakan domba selama musim panas di padang rumput Brokeback Mountain.

Dari kebersamaan di alam terpencil itu, tumbuh ikatan emosional yang kuat di antara mereka. Meski Ennis bersikeras hubungan tersebut tak boleh berlanjut, keduanya kian terikat. Menjelang akhir kontrak kerja, ketegangan memuncak hingga terjadi perkelahian, sebelum mereka berpisah dan kembali ke kehidupan masing-masing.

Ennis kemudian menikahi tunangannya, Alma Beers, dan dikaruniai dua putri. Sementara itu, Jack kembali mencari pekerjaan, namun ditolak Aguirre yang telah melihat kedekatan mereka di gunung.

Jack lalu pindah ke Texas, bertemu penunggang rodeo Lureen Newsome, putri pengusaha alat pertanian kaya, menikah, dan memiliki seorang anak. Empat tahun kemudian, Jack kembali menemui Ennis. Pertemuan emosional itu tanpa sengaja disaksikan Alma, mengguncang rumah tangga Ennis.

Jack berharap mereka bisa membangun hidup bersama, tetapi Ennis menolak karena terikat keluarga dan trauma masa kecil tentang kekerasan terhadap orang yang dicurigai berbeda. Seiring waktu, Ennis dan Jack hanya bertemu sesekali dengan alasan perjalanan memancing, sementara pernikahan mereka masing-masing kian rapuh.

Lureen meninggalkan rodeo dan bekerja bersama ayahnya, yang memandang rendah Jack. Ennis dan Alma bercerai pada 1975. Mendengar kabar itu, Jack kembali ke Wyoming dan mengajak Ennis hidup bersama, namun Ennis tetap menolak demi anak-anaknya.