1941年冬,军统第二处侦防科科长肖正国受命到上海启动潜伏在汪伪的特务“雄狮”,并布置刺杀日本军官楠木正成的任务。未料,相关情报被日方劫获,肖正国接头时察觉异常,果断中止行动,但仍然遭遇了尚公馆特务的围剿。肖正国在手下江元宝的掩护下负伤逃走,江元宝失手被擒。肖正国逃进一家电影院内,却被一同来执行任务的副科长周海潮从背后开枪击中,子弹正中颈部。日兵搜寻至电影院,周海潮来不及确认肖正国是否断气,便匆忙离去,肖正国重伤身亡。
1992年,哈尔滨731陈列馆工作人员小金在整理史料时,发现这段历史的记录残缺不全,为寻找真相,他踏上了一场跨越数十年的跨国取证之旅,逐渐还原出那段被尘封的黑暗岁月真相。故事采取双时间线叙事,镜头回到日军侵华期间的哈尔滨,通过几个当事人的视角,深刻揭露日军731部队残酷的人体实验和泯灭人性的暴行,鞭笞日本军国主义的反人类本质,凸显中国人民坚韧的抗争精神。