《南京照相馆》改编自南京大屠杀期间罗瑾、吴旋守护“京字第一号证据”的真实事件，讲述了1937年南京城破后，一群平民在“吉祥照相馆”内冒死保存日军屠城罪证底片的完整故事。
故事开端
邮差苏柳昌（刘昊然饰）错过撤退机会，为躲避日军追捕，谎称自己是照相馆学徒，躲进了金承宗（王骁饰）经营的吉祥照相馆。日军随军摄影师伊藤秀夫需要人冲洗照片，阿昌被迫留下帮忙，照相馆因此暂时免受日军骚扰，成了藏匿老板一家、林毓秀（高叶饰）、逃兵宋存义、翻译王广海（王传君饰）等人的临时庇护所。
核心转折
阿昌在冲洗伊藤拍摄的照片时，意外发现大量记录日军砍杀、强奸、焚尸等暴行的底片，这群原本只想在乱世中苟全性命的普通人，意识到这些底片是揭露日军罪行的关键铁证，决心不惜一切代价将其留存下来。白天阿昌与林毓秀假扮夫妻迷惑日军，夜晚阿昌向金老板苦学冲印技艺，暗中谋划底片的转运方案。
生死抉择
伊藤假意给阿昌和林毓秀发放离开南京的通行证，众人商议后把仅有的通行证让给金老板的妻子和女儿，结果她们在关卡被识破编号后惨遭杀害。翻译王广海为保家人替日军做事，一直试图保护情人林毓秀，最终在伊藤威胁林毓秀时挺身而出，被伊藤开枪打死。宋存义发现弟弟被日军杀害的照片后，用南京城墙砖砸死日军冲洗专家，自身也壮烈牺牲。
最终结局
金承宗在临死前将记录罪行的底片缝进衣服里交给林毓秀，自己留下断后掩护林毓秀带着金家孩子逃出南京，阿昌选择留下看守照相馆，最终被伊藤刺死。林毓秀侥幸突围后，将底片交给外国记者，让日军暴行传遍大江南北。这些底片后来成为“京字第一号证据”，在1946年南京审判战犯军事法庭上，成为判处谷寿夫等战犯死刑的关键铁证。