В начале фильма показано участие МЧС России в ликвидации последствий землетрясения в Японии. Пожилой спасатель — Сергей Сергеевич Астахов, сын Кати, главной героини фильма.
В основе сюжета лежит «драматическая история любви на фоне грандиозной битвы». Действие происходит в 1942 году в Сталинграде. Советские войска пытаются удержать правый (западный) берег Волги. Потерпев неудачу при попытке начать контрнаступление на 6-ю немецкую армию, советские войска вынуждены отступить. Однако нескольким красноармейцам и краснофлотцам удалось занять дом на берегу, где они встречают девушку Катю. Это её дом. В Сталинграде оставалось около 100 тыс. человек гражданского населения, по разным причинам не эвакуированного за Волгу. В здании напротив жила Маша, которая была похожа на умершую жену капитана вермахта Петера Кана. На фоне самого кровопролитного в истории человечества сражения развиваются истории любви, а бойцам теперь любой ценой надо сохранить в живых своих женщин.
Первая часть съёмок фильма прошла осенью 2011 года и продлилась 17 дней. За это время было снято два ключевых эпизода битвы, в которых приняло участие 900 актёров массовых сцен. Часть съёмок происходила на отдельно построенных декорациях недалеко от деревни Выстав в Ленинградской области.
Съёмки в 2011 году проходили на Третьем Северном форте Кронштадта и в 2012 году в развалинах завода «Ленспиртстрой» в посёлке Сапёрный Колпинского района Санкт-Петербурга.
На начальном этапе съёмочного процесса в 2011 году одна из ролей в этом фильме была предложена Тилю Швайгеру, который на тот момент предложение не принял, аргументируя это нежеланием играть образ офицера нацистской Германии.
Во время съёмки сцен атаки немецких позиций горящими красноармейцами, кроме задействованных в сцене актёров, в форму были одеты все участники съёмочной группы, даже ассистенты, чтобы при случайном попадании в кадр они не испортили отснятый материал. В момент съёмки дублей на площадке одновременно горели до 14 каскадёров.
