1937年12月13日，侵华日军攻陷时为国民政府首都的南京，部分官员弃城逃亡。但仍有许多官兵留守，誓死保卫这个大厦将倾的城池。宋希濂部军官陆剑雄 （ 刘烨 饰）协同战友与日军展开了激烈的巷战，他们微弱而顽强的抵抗最终被压制，数以万计的中国军民成为俘虏，在枪炮声中血染长江。在抵抗最终失败之后，数十万中国军民遭到残忍杀戮，南京全城沦为一片死地。唯一尚有生机存留的，就是位于金陵女子学院的“安全区"。大量的难民涌到这里寻求救助。南京安全区国际委员会主席拉贝、归国女教师姜淑云 （高圆圆饰）、金陵女子学院魏特琳女士，积极营救中国难民，用他们的勇敢和坚毅与日本人周旋，但兽性大发的日军早已虎视眈眈盯上了藏身于此的中国妇女。于是舞女小江 （江一燕饰），虽然生存在社会的最底层，但在国家危难的时刻，为了拯救其他妇女，她坚定地站了出来。唐先生 （范伟饰）这样懦弱的知识分子，虽然对凶暴的日军小心应付，委曲求全，为了保护家人而出卖同胞，但在痛失爱女和小姨子后，难掩良心的诘问，最终选择把生的希望留给别人。日兵角川 （中泉英雄饰），在这场战争中，作为占领者，在日军对中国人的杀戮中，他从一个士兵变成一个麻木的机器，没有灵魂的人是可悲的，他活在空虚和罪恶之中，逐渐走向崩溃。最后，他在痛苦的折磨中把枪口对准了自己。