Der Film thematisiert das während des Zweiten Chinesisch-Japanischen Krieges von japanischen Truppen verübte „Massaker von Nanjing“. China im Dezember 1937. Die japanische Armee beginnt die Besatzung der chinesischen Hauptstadt Nanjing. Nachdem die verbliebenen chinesischen Soldaten und Kriegsgefangenen brutal ermordet wurden, beginnen grausame Übergriffe auf die Bevölkerung der Stadt, u.a. durch systematische Vergewaltigungen und Massenexekutionen, von denen auch Kinder und Alte nicht verschont werden. Trotz der Versuche ausländischer Geschäftsleute, unter ihnen der Deutsche John Rabe, die Zivilbevölkerung in einer Sicherheitszone vor der Gewalt der Japaner zu schützen, werden tausende unschuldige Menschen auf grausame Weise getötet. Nanjing! Nanjing! betrachtet die Geschehnisse aus verschiedenen Perspektiven, aus Sicht der Zivilbevölkerung Nanjins, der chinesischen Soldaten, aber auch von Seiten der japanischen Truppen. So werden neben dem Leid der Zivilisten auch die Erlebnisse des jungen japanischen Soldaten Kawosaka geschildert, der die Gräueltaten fassungs- und hilflos verfolgt und schließlich daran zerbricht.