《黄昏的清兵卫》将故事置于幕府末年的海阪藩。下级武士清兵卫（真田广之）的妻子病逝后，只能靠微薄的俸禄独自抚养两个年幼的女儿，并照料患有痴呆症的老母亲。每天公务一结束，他便急忙赶回家中，从不参与同僚间的应酬，因此被大家戏称为“黄昏的清兵卫”。
清兵卫的青梅竹马朋江（宫泽里惠）与丈夫离婚、回到娘家后，时常来到清兵卫家中，帮他照看母亲和孩子，也因此引来不少闲言碎语。一次，清兵卫凭借出众的剑术击退了前来无理纠缠朋江的前夫。朋江的哥哥随后提议清兵卫迎娶朋江，但清兵卫不愿让她跟着自己过清苦的生活，最终婉拒了这门亲事，朋江也从此不再登门。
后来，藩主得知清兵卫身怀高强武艺，强令他前去处决一名凭一己之力击退数人的叛乱武士。临行之前，清兵卫终于向朋江说出埋藏已久的爱意，却得知她已经答应了另一门亲事。带着失落与未竟的情感，清兵卫踏上了生死未卜的征途。
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