В основе фильма — реальная история советского пилота Александра Мамкина, участвовавшего в дерзкой операции «Звёздочка». В оккупированном Полоцке дети из местного приюта голодают. Фашисты планируют использовать их как доноров, но директору хитростью удаётся отправить ребят в деревню — якобы для восстановления сил.
Партизаны, узнав о малышах, решают их спасти. После долгих усилий детей удаётся вывезти, но отряд оказывается в кольце. Единственный шанс — воздушная эвакуация. Так начинается операция «Звёздочка», где Мамкин и другие лётчики рискуют жизнями, чтобы доставить детей в безопасное место.
