Louis 'Louie' Zamperini adalah seorang bombardier di Angkatan Udara Amerika Serikat pada Perang Dunia II. Pada April 1943, ia ikut misi pengeboman ke instalasi Jepang di Nauru yang berakhir berbahaya. Pesawat B-24 Liberator yang ia tumpangi terkena tembakan musuh, seorang kru terluka parah, dan sang pilot, Phil, memaksa pesawat yang rusak mendarat darurat tepat sebelum ujung landasan.

Lewat kilas balik ke masa kecilnya di Torrance, California, terlihat Louie sebagai remaja bandel yang gemar mencuri, minum alkohol, dan merokok. Ia kerap dirundung karena keturunan Italia. Kakaknya, Peter, lalu melatihnya menjadi atlet. Dari situ Louie tumbuh disiplin sebagai pelari jarak jauh, dijuluki 'The Torrance Tornado'. Ia finis di posisi kedelapan Olimpiade Musim Panas 1936 dan mencetak rekor pada putaran terakhir lomba 5.000 meter.

Kembali ke tahun 1943, Louie terbang dalam misi pencarian dan penyelamatan menggunakan pesawat tua yang kelelahan. Mesin kehilangan tenaga dan pesawat jatuh ke laut. Hanya Louie, Phil, dan Mac yang selamat. Mereka terombang-ambing di dua rakit selama 27 hari, bahkan diserang pesawat tempur Jepang.

Enam hari kemudian, Mac meninggal. Pada hari ke-47, Louie dan Phil ditangkap pelaut Jepang dan dijadikan tawanan perang di Atol Kwajalein. Mereka diinterogasi untuk informasi teknis pesawat dan alat bidik Norden. Louie berhasil bertahan tanpa membocorkan rahasia penting. Keduanya lalu dipindahkan ke Jepang dan dipisahkan.

Louie ditempatkan di kamp Omori, Tokyo, di bawah kekejaman kopral Mutsuhiro Watanabe yang kerap memukulinya. Saat mengetahui pemerintah AS menganggapnya gugur, Louie diberi kesempatan menyiarkan pesan ke rumah, namun ia menolak menyebarkan propaganda anti-Amerika. Akibatnya, Watanabe memerintahkan para tawanan lain memukulinya.

Dua tahun berlalu, Watanabe sempat meninggalkan kamp, namun kembali memimpin saat para tawanan dipindahkan ke kamp Naoetsu. Ketika Louie berhenti sejenak saat memuat batu bara, Watanabe menghukumnya dengan menyuruh mengangkat balok kayu besar di atas kepala. Seorang penjaga diperintahkan menembaknya jika balok itu jatuh. Meski kelelahan, Louie bertahan. Murka, Watanabe memukulinya karena Louie menatapnya dengan berani.

Para tawanan akhirnya dibebaskan saat Amerika menduduki Jepang di akhir perang. Louie mendapati Watanabe telah melarikan diri dan terdiam menatap foto masa kecilnya. Ia pulang ke Amerika, mencium tanah, dan bersyukur bisa kembali ke rumah.