Действие фильма разворачивается на фоне жестоких лет Великой Отечественной войны, охватывая промежуток 1939–1945 годов. В центре сюжета — смелые советские лётчики, которым судьба выпала пройти через пламя фронтов и испытания судьбы. Главный герой — Владимир Самойлов, простой парень из детдома, который с детства ощущал небо как свой дом и мечтал о полётах. Он упорно идёт в летное училище и понимает: небо стало его вторая семья, к которой тянутся сердце и руки.
В один прекрасный июньский день небо заиграло гулом двигателей и взрывов, и на плечи молодых пилотов — Самойлова, одессита Костю Марецкого, романтика Колю Воронина и уральского богатыря Василия Астахова — снизошла война. Она оказалась суровым учителем, превращающим их в мастеров воздушной борьбы и сплочённых товарищей. Но последствия войны выходят за рамки боевых задач: друзьям предстоит пережить испытания дружбы, любить и терять, видеть, как рушатся близкие, бороться за честь и постоянно быть готовыми к смерти.
Масштаб трагедии не даёт всем вернуться к мирной жизни, и лишь немногие увидят долгожданную победу во всех её слёзно‑радостных оттенках.
Многие сцены, в которых задействована историческая авиационная техника, были сняты на аэродроме Ватулино в подмосковной Рузе. В съемках принимали участие два истребителя И-15 (модификации «бис» и «дит», поступившие на вооружение в 1938 году), два самолета По-2 (серийное производство началось в 1928 году под названием У-2) и один «Мессершмитт-109» (история самого массового истребителя в истории авиастроения началась в 1934 году).
Часть масштабных сцен авиационных бомбардировок и высадки воздушного десанта снималась в городке Выдропужск Тверской области. Найденные здесь съемочной группой полуразрушенные дома не требовали сооружения дополнительных декораций для наглядной демонстрации результатов вражеского авианалета. За пределами густонаселенного города снимали также и эпизоды, происходящие по сценарию в лесу, где взрывы бомб валят деревья.
Кроме действующей авиационной техники в съемках фильма были задействованы и полномасштабные макеты советских и немецких истребителей, в том числе два самолета «Як-1» и несколько «мессершмиттов». Макеты по историческим чертежам строили в Москве и отправляли на съемки в Тверь и Рузу.