1945年5月。西部帝国大学医学部の助教授・鳥居太一（妻夫木聡）は、教授の指示で米兵捕虜の手術を手伝うが、それは治療のためではなく実験手術であった。
教授に手術の中止を進言するが却下され、4回にわたる手術により8名の捕虜が死亡。戦後、この実験が明るみに出て、太一は占領軍に逮捕され裁判を受ける。戦犯として死刑判決を受けた太一は、凶行を止められなかった自分と向き合うことになる。
一方、妻・房子（蒼井優）は、裁判の中でゆがめられた真実を明らかにし、事件の首謀者にされた夫を死刑から救おうと奔走する。房子の必死の思いと、それぞれの罪を背負った死刑囚たちとの出会いによって、太一は目を背けていた本当の罪に気づいていく…。