2002年，北京。以拍DV为业的日本姑娘青山小百合无意间闯入一座四合院，结识了中国青年萧忆。萧忆的爷爷萧汉生由此回忆起60年前，那个对现在年轻人极其陌生的残酷的故事。1944年的一个狂风暴雨之夜，一艘日本货船底舱挤满了被抓来的国民党战俘、八路军，及一些普通中国百姓。在战俘中有军衔最高的国民党上校团长周尚文和八路军连长萧汉生，还有曾经是特工的夏明远。货船进入日本横滨港，战俘们惊愕地发现已身处日本。 在开往仓津岛的闷罐军车上，战俘和劳工们拥挤在车厢内。虚弱、重伤的劳工和战俘不断地死去，堆积的尸体和活人挤在一起，没有水、没有粮食，离开了祖国的恐惧，笼罩着所有的人。
周尚文和萧汉生等被押到基地，所有的劳工和战俘都被残酷地打上烙印。负责基地建设的是对中国文化极其了解的日本中佐冈田总监。日本学生兵池田和中村在一起诉说对家乡和亲人的思念，他们十分同情劳工们的境遇。冈田总监邀请被指定为劳工大队长的周尚文下围棋，在对弈中都对对方有所了解。劳工们出发去工地。
冈田总监与周尚文达成一个协议——周尚文帮助冈田总监尽快完成基地的建设，而冈田总监承诺工程一完工，立刻放全体中国人回家。劳工大队来到秘密工程隧道中，戒备森严的巨大隧道中战俘和劳工艰苦地工作着。劳工小六子和另一个劳工逃跑被鬼子发现而遭枪杀，尸体吊在悬崖上以示警告。周尚文告诫大家不要逃跑、不要与日本人作对，他相信冈田总监会兑现自己的承诺。周尚文的唯一信念就是把跟自己落难的兄弟们一个不落地带回去。劳工们只好以破坏工程设备来发泄不满。
冈田总监非常不满工程进度，别有用心地在施工中发起“劳动竞赛”。在一个废弃的隧道中，萧汉生和夏明远发现朝鲜人老黑和崔金哲企图通过一个暗洞逃跑。此时，日本兵关泽和熊谷出现在洞口，从他们的交谈中，萧汉生和夏明远得知工程的秘密。紧要关头，他们决定结盟，派老黑和崔金哲把情报送出去。周尚文因伤势严重住进冈田总监特批的小屋。他发现了萧汉生等人的活动，坚决阻止。在“劳动竞赛”中，为了能够吃到少得可怜的粮食，劳工和战俘之间不断发生纷争。刘家正带领的民工小队为了阻碍国军战俘小队的施工进度，偷偷破坏了他们的机器。冈田总监为此要惩罚全体劳工，萧汉生站出来承担责任，被吊在大铁笼中示众。
萧汉生在铁笼中受尽苦难。周尚文以犀利的话点醒了大家，大家以罢工的方式逼迫冈田总监将萧汉生放了出来，劳工们看到了团结的力量。萧忆得知小百合的老外公和爷爷都是当年的侵华日军，感情上不能接受。小百合来到萧家继续采访萧汉生。
在小百合的采访中，萧汉生痛苦地回忆起与他同甘共苦的兄弟们。大个李被警备队长山花隆美当成活靶残酷杀害，战俘和劳工群情激愤，强烈要求为大个李举行葬礼。在葬礼的掩护下，朝鲜人老黑、崔金哲带着夏明远绘制的基地地图逃了出去。崔金哲在逃跑的路上被害，老黑消失在密林中。萧汉生、夏明远、陈四妹等成立了“唐山”组织，领导劳工们进行暴动准备。
老黑为掩饰自己身份，忍痛剐掉身上的烙印，不幸被当地妇女发现，招来警察围追堵截。老黑临死前将地图嚼碎，吞咽下肚，并残酷地将自己毁容，惨死在山顶。小百合决定回日本。与萧忆告别百感交集。一踏上日本的土地，小百合就看到哥哥青山洋平正在春风得意地竞选。小百合来到老外公家，老外公铃木创太是位隐居的老人，在小百合所拍的DV上，他看到中国老人萧汉生的生活，浮想联翩，老外公请小百合留下了萧汉生的《回忆录》。在隧道施工中，一次意外萧汉生救了小劳工闪红石。
萧汉生在救护闪红石时，发现了闪红石的秘密。这一秘密改变了两人的关系。周尚文将所有战俘和劳工的名单交给冈田总监，希望他转交给国际红十字会。夏明远极力动员原抗联战士李继成再次逃出劳工营递送情报，李继成不同意。在一次爆破中，塌鼻子、李继成等6人被砸死。刘家正在悲痛欲绝中却发现被焚烧的尸体只有5具。他的怀疑被伙夫林山好看在眼里。
萧汉生和夏明远发现在塌方事故中受伤的李继成没死，并把他隐藏起来，给再次逃出劳工营创造了条件。李继成为了感恩终于答应送情报。伙夫林山好为了巴结监工小林谦三，把对刘家正的怀疑告密给他，弄巧成拙反被毒打一顿，关进铁笼。土匪出身的劳工刘家正为活命极力反对萧汉生们的逃跑计划，借故破坏了施工设备，惹怒了警备队长山花隆美，险些被山花隆美枪杀。
由于林山好的告发，老万和魏三宝被抓遭毒打。冈田总监命人半夜搜查，夏明远被带走审问，李继成趁乱逃出劳工营。老年萧汉生因肝癌送进急诊室。萧奶奶沉痛地告诉萧忆：“爷爷这一辈活得委屈啊”，萧忆感动万分，决定只身前往日本，为爷爷了却最后的心愿。在日本，小百合热情地接待了萧忆，并将自己的房子租给萧忆。
