En el Madrid de 1939, durante los últimos días de la Guerra Civil española, Virtudes y Carmen, dos jóvenes militantes republicanas idealistas, animan a sus vecinos a mantener la fe en la causa de la Segunda República. Sin embargo, la entrada de las tropas nacionalistas de Franco en la ciudad es inminente. Ante el temor de la sangrienta represión que se avecina, muchos republicanos huyen del país, mientras que otros no pueden o no quieren hacerlo.

Julia, empleada de tranvía, y su amiga Adelina, trabajadora de la Cruz Roja, son también activas simpatizantes de la República Española. Mientras pasan una noche en un local nocturno viendo actuar a unos músicos, se produce uno de los últimos bombardeos de la ciudad. En esas terribles circunstancias entablan amistad con Blanca, cuyo marido Enrique es el director de la banda de músicos.

El triunfo de las tropas nacionalistas marca un oscuro punto de inflexión en la vida de los que simpatizaban con la República. Canepa, uno de los músicos de la banda de Enrique, es un militante republicano. Temiendo por su vida, decide abandonar el país. Blanca, la mujer de Enrique, le da dinero para ayudarle en su camino. Mientras tanto, Julia entabla una relación con el joven y apuesto soldado nacionalista Perico.

Se rumorea que hubo un complot para asesinar a Franco en su victoriosa entrada en la capital, y los nacionalistas buscan venganza. Aunque las chicas no tienen nada que ver, han sido señaladas por sus actividades propagandísticas de izquierda. La primera en ser detenida es Julia, que, al poco tiempo, está siendo sádicamente torturada por orden de Fontenla, el despiadado oficial encargado de los interrogatorios. Adelina, compañera de trabajo de Virtudes, al igual que la mayoría de los demás, es miembro de un grupo socialista. Su padre, bienintencionado, la entrega creyendo ingenuamente que no le pasará nada grave y que sólo la buscan para interrogarla.

Canepa y Teo son entregados por amigos y vecinos y son torturados. Canepa se suicida mientras está detenido. Teo tiene mejor suerte y finalmente es liberado con la condición de que tiene que ayudar en secreto a identificar y capturar a sus amigos, simpatizantes de la República. Con la ayuda de Teo, las chicas son detenidas una a una, y pronto todas han sido encarceladas. Sólo Carmen, la más joven del grupo, se da cuenta de la traición de Teo, pero también es detenida. Blanca también corre la misma suerte. Su delito es haber dado dinero a Canepa. Tras sufrir duros interrogatorios policiales, el joven grupo de mujeres acaba siendo trasladado a una cárcel superpoblada.

El reencuentro de las chicas en la cárcel sirve de consuelo a sus terribles circunstancias. En un momento dado, incluso disfrutan de un poco de baile de claqué. Sus familias, incluido el desconsolado padre de Adelina, esperan que finalmente sean liberadas. Blanca está preocupada por su hijo pequeño, al que ha tenido que dejar atrás. Su admirable comportamiento y su serenidad durante su estancia en la cárcel le hacen ganarse el respeto de la responsable de la prisión.

Sin embargo, su situación empeora cuando el grupo de mujeres se queja de las pésimas condiciones sanitarias de los niños encarcelados con sus madres. Como protesta, se niegan conjuntamente a cantar las alabanzas al régimen franquista. El destino de las trece jóvenes queda sellado cuando dos militares y una mujer inocente son asesinados a sangre fría por un grupo de militantes de izquierdas. Como castigo, el régimen ordena la ejecución de algunos de los presos, aunque no tienen nada que ver con lo ocurrido mientras están en la cárcel. Un tribunal militar condena a muerte a los 48 hombres y 13 mujeres en menos de 48 horas.

Carmen, la más joven de todos, es la única superviviente del grupo. Desolada, escucha los disparos que mataron a sus amigos aterrorizada.

En la última imagen de la película se afirma que la mayor parte del contenido es verificable a partir de la documentación y que el guión se basa en gran medida en diálogos o escritos reales de los personajes centrales.