Fin 1943. Shirakawa, un pilote de chasse ayant combattu dans diverses régions du monde, rentre enfin à Tokyo. Il vient d'être muté au Centre d'essais aériens de l'armée impériale. Après une longue absence, Shirakawa essaie de reprendre sa vie de famille auprès de sa femme Mariko. Sous le ciel de Tokyo... raconte le quotidien ordinaire d'un couple à une époque où la vie et la mort se côtoient chaque jour.