第二次世界大戰前夕，日本在中國東北扶植建立滿洲國，更於哈爾濱設立從事細菌武器研究的731部隊研究本部。1945年2月，日軍軍醫中將石井四郎返回並執掌731部隊，與他一同到來的，還有一班出自千葉縣的少年隊員。小隊員們組成的少年班被軍方寄予重望，他們和研發中的新式細菌武器被看做挽救日本敗勢的希望所在。少年班在嚴苛的訓練中被強迫觀看用中國人、朝鮮人和白俄做試驗用“馬路大”的凍傷實驗、細菌炸彈實驗以及活體解剖實驗，少年天性被血腥的場面感染、扭曲。1945年初夏，日本軍國主義的失敗已經不可避免，石井四郎瘋狂的嘗試製作鼠疫炸彈拯救“大日本帝國”，但法西斯的覆滅近在眼前……