Фильм рассказывает о героическом поступке советского летчика Александра Мамкина, который стал участником операции «Звёздочка». В оккупированном фашистами городе Полоцке дети из детского дома страдают от голода. Немецкие солдаты планируют использовать их в качестве доноров крови для раненых воинов, но директору учреждения удается убедить оккупантов, что детей необходимо временно вывезти в деревню для улучшения питания. Узнав о появлении детей в деревне, партизаны принимают решение организовать операцию по их спасению. С большими усилиями им удается переправить малышей к себе. Теперь их срочно нужно эвакуировать на большую землю, но отряд оказывается в окружении. Единственный способ спасти детей — это транспортировать их самолетами. Таким образом, начинается операция «Звёздочка», направленная на спасение детей.