В основе картины — реальная история лётчика Александра Мамкина, героически участвовавшего в операции «Звёздочка». В оккупированном Полоцке дети из местного приюта страдают от голода. Фашисты планируют использовать их как доноров для своих раненых, однако директору хитростью удаётся добиться временного вывоза ребят в деревню — якобы для поправки здоровья.
Партизаны, узнав о группе детей, разрабатывают дерзкий план спасения. Им с риском для жизни удаётся переправить малышей к своим. Но ситуация осложняется: отряд заблокирован, и единственная надежда — воздушная эвакуация. Так начинается легендарная операция «Звёздочка», где каждый полёт становится подвигом.