L'arrivée de Tom Reece et de ses cow-boys au Grand Hôtel de Chicago fait sensation ! Il faut dire que l'homme, riche marchand de bestiaux, a toute la classe qui manque cruellement à Frank Harris, le réceptionniste de l'hôtel, qui rêve d'aventures et de grands espaces. Frank fait tout pour se faire remarquer de Tom. Lorsque celui-ci, qui a perdu au jeu, est obligé de quitter l'hôtel, Frank réussit à le convaincre de l'emmener jusqu'au Mexique, où l'attend le señor Vidal, qui a des troupeaux à lui vendre. Frank, tout au long du voyage, apprend son nouveau métier. Il y met tant de fougue qu'il se trouve rapidement mêlé à des événements qui le dépassent. Ainsi, lorsque tout le convoi est arrivé chez les Vidal, se présente-t-il, pour plaire à Maria, la fille de l'éleveur, à un rodéo au-dessus de ses talents. Tom le tire d'affaire, de même qu'il lui interdit, un peu plus tard, de porter secours à Charlie, un cow-boy agressé par des Mexicains. En réalité, ce que Reece finit par apprendre à Frank, c'est que, pour un cow-boy, seul compte le troupeau qu'il accompagne et qui doit arriver à bon port. Lorsque, à son tour, Frank prend la tête du convoi vers Chicago, à la suite d'une attaque d'Indiens au cours de laquelle Tom a été blessé, il réalise pleinement qu'être cow-boy n'est pas une grande aventure mais, plus simplement, un dur métier.
Le choix de Jack Lemmon pour interpréter Frank Harris conforte le sentiment premier d'avoir affaire à un western abordé sur le ton de la comédie. L'introduction du film, au grand Hôtel de Chicago, joue en effet sur ce registre. Frank fait preuve de la plus grande naïveté par rapport à Tom Reece aussi bien dans sa volonté de sortir de sa condition servile de maitre d'hôtel que dans son aveuglement quant à la sincérité de celui dont il croit devenir l'associé pour un prêt d'argent.
Mais, dès que commence le voyage vers le Mexique, le ton change pour devenir celui d'une initiation heureuse au métier de cow-boy. Enfin, après l'annonce du mariage de Maria Valdés, le film préfigure les westerns baroques, Frank devenant un névrosé de la réussite à tout prix.
Comme La rivière rouge, Cow-boy est ainsi parcours initiatique vers le professionnalisme et les limites de celui-ci. Frank fait prendre conscience à Tom lui-même que les valeurs morales et, au premier chef l'amitié, sont essentielles. En contrepoint tragique, Doc Bender se suicide après avoir du tirer sur celui qu'il considérait comme un ami possible dans sa longue vie de justicier solitaire. L'épilogue, le retour au grand hôtel se clôt heureusement par la réconciliation.