Илья Стрельцов, недавно окончивший летное училище, оказывается в составе полка истребителей, чьей главной задачей становится охрана воздушного пространства над Москвой. Перед ним открывается суровое окно военной жизни: обучение сменяется ответственностью, страх перед первым боем сменяется решимостью, а на стартовой полосе каждый вылет становится испытанием на выносливость и реакцию. В небе город держат под контролем стальные крылья, а молодой офицер учится командовать машиной, доверяя ей свои навыки и судьбу. Команда коллег по звеньям — соседи по испытаниям и поддержке, готовые в любой момент прийти на помощь. Ночной воздух, огни столицы и гул двигателей становятся фоном для его взросления: от робкого новичка к пилоту, который умеет держать удар и держать курс. Так начинается путь Ильи Стрельцова — путь лейтенанта, для которого полеты и борьба становятся неотделимыми частями его имени.
Павильонные съемки проходили в Москве, натурные – в Куйбышеве, на запасной взлетно-посадочной площадке одного из заводов. В фильме есть также кадры из только что освобожденного Сталинграда.
Прибывшая в Куйбышев для исполнения главной женской роли, Валентина Караваева, прославившаяся в роли Машеньки в одноименном фильме, по дороге с вокзала в гостиницу попала в серьезную аварию. Трамвай столкнулся с открытой легковой машиной, в которой ехала актриса. Сниматься Караваева уже не могла – ее лицо было изуродовано шрамом. Режиссер пригласил на замену Караваевой одаренную студентку ВГИКа Нину Мазаеву. Она срочно прибыла на съемки из Алма-Аты, где находилась в эвакуации