《幕末高校生》将故事设定在21世纪的日本。面对对学习提不起兴趣、也不关心数百年前历史旧事的“新新人类”学生，高中教师川边未香子（石原里美 饰）只能敷衍应付，得过且过。一天傍晚，她意外卷入学生高濑雅也（柄本时生 饰）、森野惠理（川口春奈 饰）和沼田慎太郎（千叶雄大 饰）之间的纠纷，随后又被一道诡异的光芒卷入时空乱流，穿越到了德川幕府末期的日本。
此时，萨长军正步步逼近江户。以陆军副总裁柳田龙三（柄本明 饰）为首的武斗派准备拼死守护德川家族，而陆军总裁胜海舟（玉木宏 饰）则暗中向新政府军参谋西乡隆盛（佐藤浩市 饰）送出密信，希望实现江户无血开城。川边未香子和几名学生的突然到来，似乎打乱了原本的历史进程，江户也逐渐走向被战火吞噬的危局。本片改编自眉村卓的短篇小说《惜别之雪（名残の雪）》。
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