В основу картины легла реальная история героического поступка лётчика Александра Мамкина. В Полоцке, захваченном фашистами, воспитанники детдома оказались на грани голодной смерти. Оккупанты планировали использовать их как живых доноров, но директору хитростью удалось выиграть время — детей временно отправили в деревню под предлогом восстановления сил.
Партизаны, узнав о малышах, разработали дерзкий план спасения. Через множество опасностей им удалось переправить группу к своим. Однако отряд оказался в кольце — оставался лишь воздушный путь. Так началась операция «Звёздочка», где Мамкин и другие пилоты ринулись спасать детей, рискуя жизнями.