二战期间，中国河北唐山挂甲台村的农民马大三（姜文 饰）在日本人的统治下过着平静的生活。一个晚上，游击队绑架了日军陆军士兵花屋小三郎（香川照之 饰）和翻译董汉臣，把他们捆绑塞入麻袋放在马大三家里，并吩咐马好好看管，几天后的大年三十来带人。马大三和村民战战兢兢地看守两人，花屋小三郎和董汉臣数次发出求救信号，皆被村民化解。半年过去了，村民们担心事情暴露，却又不敢把花屋等放了。
马大三最终被董汉臣说动，把花屋和董送到了日军宪兵队驻地，以换取粮食。日军宪兵军官酒冢猪吉是花屋的同乡。他表面上对马等人客气，但背后指责花屋让皇军蒙耻并殴打了他。宪兵队整队去马的村子里和村民联欢送粮，酒到酣时却乍露杀机……

1937年，日军入侵南京，战火中，六朝古都化为废墟，众多中国军民被困城中。一支十数人的国军德械教导队余部在长官李教官（佟大为 饰）指挥下，从日军手中救出了一批教会学校女学生，而李教官等人，至此丧失了出城的机会。幸免于难的书娟（张歆怡 饰）等学生返回文彻斯特教堂，随她们一 起来到的，还有受雇远道至此收敛神父遗体的美国人约翰·米勒（克里斯蒂安·贝尔 Christian Bale 饰）。此时的南京城中，逃难的人们蜂拥进安全区和教堂寻找庇护，十四名风尘女子强行进入教堂避难，其中精通英语的玉墨（倪妮 饰）希望借助约翰的身份为一行人提供更多保护。教堂的墙壁，并不能阻挡日军的铁蹄，教堂内的人们，将面临孰生孰死的选择……