En 1968, alors qu'un public de détenus de la prison d'État de Folsom applaudit l'arrivée de Johnny Cash, celui-ci attend dans les ateliers attenants à la scène improvisée. Il se penche sur une scie qui lui rappele sa jeunesse :
1944. JR, alors âgé de 12 ans (son nom à la naissance n'était que des initiales) grandit dans une ferme de coton à Dyess, Arkansas avec son frère Jack, le père Ray et la mère Carrie. Ray est sévère et strict avec ses fils, mais est fier de Jack, qui veut être prédicateur quand il sera grand.
Jack est tué dans un accident de scierie alors que JR est en train de pêcher. Ray, aigri, blâme JR pour la mort de Jack, disant que Dieu "a pris le mauvais fils".
Six ans plus tard, JR, maintenant adulte, s'est enrôlé dans l'armée de l'air et se prépare à quitter son domicile pour l'Allemagne de l'Ouest. Sa famille fait ses adieux, sauf Ray qui le reconnaît à peine. Il achète une guitare pendant son congé en 1952 et trouve du réconfort en écrivant des chansons et en appelant sa petite amie Vivian. L'une des chansons qu'il développe est "Folsom Prison Blues", inspirée d'un film présenté aux aviateurs.
Cash revient aux États-Unis après sa libération et épouse sa petite amie, Vivian Liberto. Ils déménagent à Memphis, Tennessee, où il travaille en tant que vendeur de porte à porte pour soutenir sa famille qui va avoir un deuxième enfant. Vivian est frustrée par leur pauvreté et le pousse à travailler pour son père, mais il rêve toujours d'une carrière dans la musique. Cash passe devant le studio d'enregistrement de Sun Records et demande une auditon pour ses deux camarades et lui-même à Sam Phillips, le propriétaire Lu label. Mais celui-ci n'est pas impressionné par la musique gospel qu'ils jouent. Il demande à Cash s'il jouerait cette chanson s'il était heurté par un camion et avait le temps de jouer une seule chanson avant de mourir. Cash joue "Folsom Prison Blues" et Phillips le prend sous contrat. Le groupe commence à tourner sous le nom de "Johnny Cash and the Tennessee Two".
Le groupe joue un spectacle en Louisiane aux côtés d'autres stars montantes Elvis Presley, Carl Perkins et Jerry Lee Lewis. Johnny rencontre June Carter lors de cette tournée et tombe amoureux d'elle. Ils deviennent amis, mais June repousse doucement ses tentatives de courtiser, lui rappelant qu'il est marié. La renommée de Johnny grandit et il commence à abuser de drogues et d'alcool.
Vivian est en colère contre ses absences et semble se méfier de ses fans féminines et de June. Elle s'oppose lorsque Johnny décide de gérer ses propres réservations et persuade June de se joindre à la tournée avec lui. La tournée est un succès, mais dans les coulisses, Vivian devient critique de l'influence de June.
Johnny et June donnent une représentation à Las Vegas et, cèdant à leur attirence dorment ensemble. Le lendemain matin, June remarque que Johnny prend des pilules et doute de ses choix. Blessé et en colère contre le rejet apparent de June, Johnny se comporte de façon erratique lors du concert de cette soirée et s'évanouit sur scène.
De retour en Californie, Johnny se rend au Mexique pour acheter plus de drogue et est arrêté. Vivian en a marre de sa toxicomanie, de ses absences et de sa certitude qu'il lui est infidèle. Leur mariage se désagrège et Vivian prend leurs enfants et le quitte. Ils divorcent et il déménage à Nashville en 1966.
Désireux de se réconcilier avec June, Johnny achète une grande maison près d'un lac à Hendersonville. Il invite ses parents et la famille de June pour Thanksgiving. Ray et Johnny, en état d'ébriété, se disputent pendant le repas. La mère de June, Maybelle encourage sa fille à l'aider. Il se retire des amphétamines et se réveille avec June à son chevet. Elle dit qu'ils ont eu une deuxième chance. Johnny souffre de désintoxication à la dinde froide et renonce à son habitude. Ils entament une relation provisoire, bien que June continue de refuser ses propositions de mariage.
Johnny découvre que la plupart de ses courriers de fans proviennent de prisonniers. Il se rend à une réunion proposée chez Columbia Records et informe les dirigeants sceptiques qu'il enregistrera un album de performance live en direct à l'intérieur de la prison de Folsom. Le concert est un succès.
Johnny se lance dans une tournée avec June et son groupe. Il interprète "Ring of Fire" sur scène. Après cette chanson, Cash invite June à un duo et s'arrête au milieu, disant qu'il ne peut plus chanter "Jackson" à moins que June accepte de l'épouser. June accepte et ils d'embrassent sur scène.
Johnny, June et leurs enfants respectifs lui rendent visite dans sa maison à Hendersonville. Johny se réconcillie avec son père.
Des cartons informent que Johnny et June jouent et enregistrent de la musique, en faisant le tour du monde pendant les trois décennies suivantes. Ils ont un fils, John Carter Cash, ensemble. Johnny et June décèdent à quelques mois l'un de l'autre.
En retraçant le destin du chanteur country-rock Johnny Cash, Walk the line évoque la naissance d'un nouveau style d'artiste, celle d'un homme qui au-delà de ses colères, des ravages de la dépendance et des tentations du statut de star, a tout dépassé pour devenir une icône.
C'est aussi le parcours d'un homme qui, du fond de la période la plus noire de sa vie, a été porté par une histoire d'amour fusionnelle avec June Carter. Leur passion a nourri son art tout au long de sa vie. Cette saga est marquée par les thèmes qui feront la force de la musique de Cash et de son style minimaliste : la mort, l'amour, la trahison, le péché, l'espoir et la foi
Les chansons réorchestrées et données en entier font passer ce biopic trop classique, par ailleurs très bien interprété.