В основу фильма легла реальная история советского летчика Александра Мамкина, участвовавшего в дерзкой операции «Звёздочка». В оккупированном Полоцке воспитанники детского дома оказались на грани гибели — фашисты планировали использовать их как живых доноров. Хитростью директору удалось вывезти ребят в деревню, якобы для поправки здоровья.
Партизаны, узнав о детях, решили их спасти. Пробившись сквозь вражеские заслоны, они переправили малышей к своим. Но отряд оказался в кольце — оставался лишь воздушный путь. Так началась операция «Звёздочка», где Мамкин и другие летчики ценой невероятных усилий вывозили детей под огнём врага.