В основу картины легла реальная история лётчика Александра Мамкина, участвовавшего в дерзкой миссии под названием «Звёздочка». В оккупированном Полоцке воспитанники детдома оказались на грани голодной смерти. Фашисты планировали использовать их как живых доноров, однако директору хитростью удалось вывезти ребят в деревню – якобы для поправки здоровья.
Партизаны, узнав о детях, разработали рискованный план спасения. После долгих усилий малышей удалось переправить к своим. Но отряд оказался в кольце – оставался лишь воздушный путь. Так началась операция «Звёздочка», где Мамкин и другие лётчики ценой невероятных усилий спасли ребят, вывозя их под огнём врага.