电影以平型关大捷为背景，讲述了密码专家郑忠因对扭转战局起到关键作用被日军围剿追杀，为营救密码专家，八路军派出一支精锐小分队深入敌后，冲破日军的重重包围、经历九死一生，成功将郑忠护送至后方的故事。

1940年，世界反法西斯战场进入最艰难时期。欧洲战场，纳粹军队闪击波兰后，连下荷兰、比利时和卢森堡、挪威。1940年6月14日，号称世界列强之一的法国投降，希特勒在凯旋门前阅兵，叫嚣将实施“海狮行动”，进攻英国。一直支持中国的苏联，为避免两面受敌，只能和日本签署满蒙边界停火协议。而在中国，正面战场上的国民党军队节节败退，为了抵抗日军的进攻，残酷的枣宜会战中，中将张自忠（邓超 饰）以身殉国，江汉平原以至华中大部又落入日本人之手。　　中国陕北延安，在日军轰炸机频繁的轰炸下，毛泽东（唐国强 饰）、朱德（王伍福 饰）等中共领导人为中国的前途命运忧心忡忡。他们决定在这个时候，共产党和所领导的八路军新四军要挺身而出，要打破亡国和投降的论调，要为世界反法西斯战场注入希望，要向侵犯中国的日军打下当头一棒。　　而远在山西敌后的八路军总部，副司令员彭德怀（陶泽如 饰）和副参谋长左权（刘之冰 饰）也在为如何执行中共中央的精神，打破日军的囚笼政策，而周密、细致、紧张地筹划、准备着……

1937年12月13日，时为国民政府首都的南京城沦陷，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。　　宋锡濂部军官陆剑雄（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；金陵女子学院安全区，女教师姜淑云（高圆圆 饰）奔波往复，尽力帮助和拯救所有来此避难的同胞，但兽性大发的日军早已虎视眈眈盯上了藏身于此的妇女；拉贝的秘书唐先生（范伟 饰）小心应付，委曲求全，为了保护家人而做出错误的选择，他也为此付出代价；舞女小江（江一燕 饰）纵使逃亡避难也不愿抛却女性的柔媚，她在关键时刻的选择则在其女性的外壳下注入一份刚强；日本人角川（中泉英雄 饰）随部队进驻这个千疮百孔、破败不堪的城池，在这个人间炼狱，他的心灵感受到前所未有的巨大冲击。　　狼烟滚滚，血流成河，大时代的背景下，人们既要承受时代的无情给予，也要做出攸关命运的痛苦抉择……