1944年，一个孤寂的铁路小站在我国东北，只有三个人：站长、站长的妻子和扳道工大崔。他们被强迫为日本人工作。一天，一列火车送来了受伤的日本上尉浩太郎和他的小马夫、中国孤儿大头辫。浩太郎痴迷于种植向日葵，他在小站周围种下了满山的向日葵，并精心照料。为了展示自己是日本英雄，他强迫健壮的大崔与他比武，大崔故意输给了浩太郎，被他发现后，浩太郎感到受辱，开枪打伤了大崔。大崔发誓要亲手杀死这个日本人。小马夫的辫子不小心碰掉了浩太郎的乐器，浩太郎剪掉了他身上象征家庭血脉的辫子，小马夫因此怨恨，他企图用开水烫死浩太郎。在一天向日葵盛开的时候，浩太郎发疯般地用刀乱砍葵花，站长的妻子碰巧看到，上前劝说，结果却险些被强暴，她拼命挣扎才逃脱。老实本分的站长被激怒，拿起菜刀冲向鬼子的住所，最终使得这个孤寂的小站再次恢复平静。一切都在一个葵花盛开的日子发生。
