片名中的“东京战争”指的是，1969年秋，学生们为了阻止首相访美而进行的激烈斗争。影片的主人公少年元木，认为自己的一个友人在斗争中因绝望而自杀。但朋友们并不这样认为。元木和女友把认为是自杀友人生前拍摄的影片放映在银幕上，但他们发现只不过是一些常见的东京风景而已。元木在东京街头到处寻找友人拍摄过的地方，自己也想要拍摄，他总觉得如果找不到友人的死因，自己也无法安宁。女友认为此事极端无聊，并多次干扰拍摄。后来，女友被素不相识的男人强奸，元木也精神错乱而自杀，他甚至还亲眼目睹了自己的死亡。到最后，元木也无法得知友人是否通过电影留下遗书自杀。

1945年，盘桓与古老中国大地上空长达8年的阴霾终于散去，日本帝国主义的野心在中华儿女毫不动摇的钢铁意志面前遭受惨烈的挫败。然而，在山东枣庄附近，仍有抱着大东亚共荣圈梦想的顽固之徒做着最后的抵抗。这便是盘踞枣庄的宪兵司令松尾。为了拔除这枚顽固的钉子，刘洪所率领的铁道游击队派遣长枪队长孙玉田潜入伪军探听消息，谁知孙却叛变革命，成为威胁游击队的一枚定时炸弹。另一方面，躲过游击队围剿的松尾则改名易姓，混入黑帮与游击队继续进行抗争。　　时隔不久，国共内战爆发，各方势力云集碰撞，铁道游击队迎来了新一轮艰苦卓绝的挑战……

故事发生在解放战争时期。潜伏在国民党內部的中共地下党员马昀飞（于震饰）被任命为国防部特勤组长，带人到东京押解南京大屠杀的元凶石岩夫（刘文治饰）回国审判，不料一路上受到种种波折和阻挠，里面有军国主义的死硬分子，也有隐藏在军委会的汉奸高官。特勤小组在马昀飞带领下，始终将民族大义和国家利益放在首位，沖破各种艰难困苦，终于将战犯押解至南京法庭，并捎带揭露出731细菌部队的骇人暴行。正当完成仼务准备归队，闻讯传来石岩夫旧部劫狱的消息，马昀飞再次飞赴一线，与其劫狱旧部展开搏杀，他的英勇行为连一直监视他的孟凡彬（黄俊鹏饰）都感到由衷赞叹......