片名中的“东京战役”指的是，1969年秋，学生们为了阻挠辅弼访美而进行的剧烈奋斗。影片的主人公少年元木，以为自己的一个友人在奋斗中因绝望而自杀。但朋友们并不这样以为。元木和女友把以为是自杀友人生前拍照的影片放映在银幕上，但他们发现只不过是一些常见的东京风景而已。元木在东京街头到处寻找友人拍照过的当地，自己也想要拍照，他总觉得如果找不到友人的死因，自己也无法安定。女友以为此事极点无聊，并屡次干扰拍照。后来，女友被素昧生平的男人强奸，元木也精神紊乱而自杀，他甚至还亲眼目睹了自己的死亡。到最后，元木也无法得知友人是否通过电影留下遗书自杀。