В основе фильма — реальная история лётчика Александра Мамкина, участвовавшего в дерзкой операции «Звёздочка». В оккупированном Полоцке дети из местного детдома оказались на грани голодной смерти. Фашисты планировали использовать их как живых доноров, но директору хитростью удалось вывезти ребят в деревню — якобы для восстановления сил.
Партизаны, узнав о малышах, рискуя жизнями, вывезли их к своим. Теперь требовалось переправить детей через линию фронта. Враг окружил отряд, и единственным спасением стали ночные полёты на утлых бипланах. Так началась беспрецедентная миссия по эвакуации — операция «Звёздочка», где Мамкин совершил невозможное.
